KR20080078665A - 고상 조명 패널들의 조정 시스템들 및 방법들 - Google Patents

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Abstract

각각 제1 및 제2 주 파장들을 가지고 발광하는 고상 조명 소자들의 제1 및 제2 스트링들을 포함하는 조명 패널의 조정 및 동작 방법들이 개시된다. 상기 방법들은 소정의 펄스 반복율로 제1 펄스폭을 가지는 제1 펄스 구동 전류를 상기 제1 스트링에 공급하는 단계, 상기 펄스 반복율로 제2 펄스폭을 가지는 제2 펄스 구동 전류를 상기 제2 스트링에 공급하는 단계, 상기 조명 패널로부터 광출력을 감지하는 단계, 및 상기 감지된 광 출력에 응답하여 상기 제1 펄스폭을 조정하는 단계를 포함한다. 또한, 조명 패널 시스템들 및 조정 시스템들도 개시된다.
조명 패널, 고상 조명 소자, 발광 다이오드

Description

고상 조명 패널들의 조정 시스템들 및 방법들{Systems and methods for calibrating solid state lighting panels}
본 발명은 고상(solid state) 조명(lighting)에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 조정 가능한 고상 조명 패널들 및 고상 조명 패널들의 광출력을 조정하는 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.
고상 조명 어레이들은 수많은 조명 제품들에 사용된다. 예를 들어, 고상 조명 장치들로 된 어레이들을 포함하는 고상 조명 패널들은 예를 들어, 건축용 조명 및/또는 강조용 조명 분야에서 직접 조명 광원들로서 사용되고 있다. 고상 조명 장치는 예를 들어, 하나 또는 그 이상의 발광 다이오드(light emitting diode, LED)들을 포함하는 패키징된 발광 소자를 포함할 수 있다. 무기 발광 다이오드들은 일반적으로 p-n 접합을 형성하는 반도체 층들을 포함한다. 유기 발광 층들을 포함하는 유기 발광 다이오드(OLED)들은 또 다른 종류의 고상 발광 소자이다. 일반적으로, 고상 발광 소자는 전자 캐리어들, 즉, 전자 및 정공들의 재결합을 통하여 발광 층 또는 영역에서 빛을 생성한다.
고상 조명 패널들은 보통 휴대용 전자 장치들에 사용되는 LCD(Liquid Crystal Display) 디스플레이 스크린과 같은 소형 LCD 디스플레이 스크린의 백라이 트로 사용된다. 또한, 고상 조명 패널들을 LCD 텔레비전 디스플레이와 같은 대형 디스플레이의 백라이트로 사용하는 것에 대한 관심이 커지고 있다.
소형 LCD 스크린들의 경우, 백라이트 어셈블리는 발광 다이오드에서 방출되는 청색광의 일부를 황색광으로 변환하는 파장 변환 인광체(phosphor)로 코팅된 청색-방출 발광 다이오드를 포함하는 백색 발광 다이오드 광 소자들을 일반적으로 채용한다. 그 결과로서 얻은 빛은 청색광과 황색광의 조합으로서 관찰자에게 백색으로 보일 수 있다. 그러나, 그러한 배치로 생성된 백색광은 백색으로 보일 수 있으나, 그 빛에 의해 비춰진 물체들은 그 빛의 제한된 스펙트럼 때문에 자연스러운 색을 가지는 것으로 보일 수 않을 수 있다. 예를 들어, 빛은 가시 스펙트럼의 적색 부분에서 에너지를 거의 갖지 않을 수 있기 때문에, 어떤 물체의 적색 부분들은 그 빛에 의해 잘 비춰지지 않을 수 있다. 결과적으로, 그 물체는 그 광원 아래에서 보여질 때, 부자연스러운 색을 가지는 것으로 보일 수 있다.
광원의 연색 지수(color rendering index)는 소스에 의해 생성된 빛이 넓은 범위의 색들을 정확하게 조명하는 능력에 대한 객관적인 측정이다. 연색 지수는 단색 광원들에 대한 사실상 0인 값부터 백열 광원에 대한 거의 100인 값까지 이른다. 인광체 기반의 고상 광원으로부터 생성된 빛은 상대적으로 낮은 연색 지수를 가질 수 있다.
대형 백라이트와 조명 제품들의 경우, 높은 연색 지수를 가지는 백색광을 생성하는 광원을 제공하는 것이 종종 바람직하며, 그럼으로써 그 조명 패널에 의해 비춰지는 물체들이나 디스플레이 스크린들은 좀더 자연스럽게 보일 수 있다. 따라 서, 그러한 광원들은 적색, 녹색 및 청색 발광 소자들을 포함하는 고상 조명 소자들의 어레이를 일반적으로 포함할 수 있다. 적색, 녹색 및 청색 발광 소자들이 동시에 에너지를 공급받을(energized) 때, 그 결과로 조합된 빛은 상기 적색, 녹색 및 청색 소스들의 상대적인 세기에 의존하여 백색 또는 거의 백색으로 보일 수 있다. "백색"으로 간주될 수 있는 빛에도 수많은 다른 색조들이 있다. 예를 들어, 나트륨 증기 조명 장치들에 의해 생성된 빛과 같은 일부 "백색" 광은 색깔 면에서는 누르스름하게 보일 수 있고, 반면 일부 형광 조명 장치들에 의해 생성된 빛과 같은 다른 "백색" 광은 색상 면에서는 좀더 푸르스름하게 보일 수 있다.
특정 광원의 색도(chromaticity)는 광원의 "색 포인트(color point) "이라고 설명될 수 있다. 백색 광원의 경우, 색도는 광원의 "백색 포인트"이라고 언급될 수 있다. 백색 광원의 백색 포인트는 소정의 온도까지 가열된 흑체 복사체(black-body radiator)에 의해 방출되는 빛의 색상에 대응되는 색도 포인트들의 궤적을 따른다. 따라서, 백색 포인트는 광원의 상관 색온도(correlated color temperature, CCT)에 의해 판별될 수 있는데, 여기서 상관 색온도는 상기 가열된 흑체 복사체가 상기 광원의 색조에 일치되는 온도이다. 백색광은 일반적으로 약 4000 K와 8000 K 사이의 상관 색온도를 갖는다. 4000 K의 상관 색온도를 가지는 백색광은 누르스름한 색을 가지고, 8000 K의 상관 색온도를 가지는 백색광은 색깔 면에서 좀더 푸르스름하다.
대형 디스플레이나 조명 제품들의 경우, 다중 고상 조명 타일들(tiles)은 예를 들어, 이차원의 어레이 형태로 서로 결합되어 좀더 큰 조명 패널을 형성할 수 있다. 그러나, 불행히도, 생성된 백색광의 색조는 타일에 따라, 심지어 발광 소자에 따라 변할 수 있다. 이러한 편차은 서로 다른 발광 다이오드들의 방출 세기의 편차나, 조명 소자 내지 타일에서 발광 다이오드들의 배치의 변화를 포함하는 수많은 요인들에 의해 생길 수 있다. 따라서, 여러 타일에서 균일한 색조의 백색광을 생성하는 다중-타일 디스플레이 패널을 만들기 위해서는, 많은 수의 타일들에 의해 생성된 빛의 색조 및 채도, 또는 색도를 측정하고, 상기 다중-타일 디스플레이에 사용될 수 있도록, 상대적으로 가까운 색도를 가지는 타일들로 이루어진 그룹(subset)을 선택하는 것이 요구될 수 있다. 이것은 제조 공정에 대해 생산 수율의 감소 내지 재고 비용의 증가를 야기할 수 있다.
더욱이, 비록 고상 디스플레이/조명 타일이 처음 제조될 때 일관되고 바람직한 빛의 색상을 갖더라도, 상기 타일 내의 고상 소자들의 색조 및/또는 밝기는 시간의 경과 내지 온도 변화에 따라 불균일하게 변할 수 있고, 이것은 시간이 지나면서 패널의 전체적인 색 포인트를 변하게 하거나 패널 전체에 걸쳐 색의 불균일을 야기할 수 있다. 또한, 소정의 색조 내지 밝기 레벨을 제공하기 위해 사용자는 디스플레이 패널의 광출력 특성을 변경시키기를 원할 수도 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따른 조명 패널 시스템은 적어도 고상 조명 소자들의 제1 스트링 및 고상 조명 소자들의 제2 스트링을 포함하며, 상기 고상 조명 소자들의 상기 제1 스트링은 제1 주 파장에서 발광하고, 상기 고상 조명 소자들의 상기 제2 스트링은 상기 제1 주 파장과 다른 제2 주 파장에서 발광하는 조명 패널, 및 제어 신호를 수신하여 온-상태 구동 전류를 상기 제1 스트링에 공급하는 전류 공급 회로를 포함한다. 광 센서는 상기 제1 스트링 내의 적어도 하나의 고상 조명 소자로부터 광을 수신하도록 배치되고, 제어 시스템은 상기 광 센서로부터 출력 신호를 수신하고, 상기 광 센서의 상기 출력 신호에 응답하여 상기 제어 신호를 조정하여 상기 전류 공급 회로에 의해 상기 제1 스트링으로 공급되는 평균 전류를 조절함으로써, 상기 광 센서, 상기 제어 시스템 및 상기 전류 공급 회로는 상기 조명 패널에 대한 피드백 루프를 형성한다.
또한, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 조명 패널 시스템은 적어도 고상 조명 소자들의 제1 스트링 및 고상 조명 소자들의 제2 스트링을 포함하며, 상기 고상 조명 소자들의 상기 제1 스트링은 제1 주 파장에서 발광하고, 상기 고상 조명 소자들의 상기 제2 스트링은 상기 제1 주 파장과 다른 제2 주 파장에서 발광하는 조명 패널, 제1 제어 신호를 수신하여 온-상태 구동 전류를 공급하는 제1 전류 공급 회로, 제2 제어 신호를 수신하여 온-상태 구동 전류를 공급하는 제2 전류 공급 회로, 및 상기 제1 스트링 내의 적어도 하나의 고상 조명 소자 및 상기 제2 스트링 내의 적어도 하나의 고상 조명 소자로부터 광을 수신하도록 배치된 광 센서를 포함한다.
제어 시스템은 상기 광 센서로부터 출력 신호를 수신하고, 상기 광 센서의 상기 출력 신호에 응답하여 상기 제1 제어 신호 및 상기 제2 제어 신호 중 적어도 하나를 조절하여 상기 제1 전류 공급 회로에 의해 상기 제1 스트링에 공급되는 평균 전류 및 상기 제2 전류 공급 회로에 의해 상기 제2 스트링에 공급되는 평균 전류 중 적어도 하나를 조절한다. 상기 광 센서, 상기 제어 시스템 및 상기 제1 및 제2 전류 공급 회로들은 상기 조명 패널에 대한 피드백 루프를 형성한다. 상기 제1 및 제2 제어 신호들은 펄스폭 변조 신호들을 포함할 수 있고, 상기 제어 시스템은 상기 제1 및 제2 제어 신호 중 적어도 하나의 듀티 사이클을 변경함으로써 상기 제1 및 제2 스트링 중 적어도 하나에 공급되는 평균 전류를 제어할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들은 17인치 보다 큰 대각선 크기의 가시 면적을 가지는 LCD 디스플레이용 LCD 백라이트를 제공한다. 상기 LCD 백라이트는 상기 LCD 디스플레이의 디스플레이 표면에 대해 실질적으로 평행할 수 있는 이차원 표면에 배치되는 적색, 녹색 및 청색 발광 다이오드들로 구성된 복수의 스트링들을 포함한다. 특정 실시예에서, 상기 이차원 표면에 배치되는 적색, 녹색 및 청색 발광 다이오드들로 구성된 복수의 스트링들을 둘러싸는 경계는 상기 LCD 디스플레이의 상기 가시 면적의 약 30% 보다 큰 면적을 가진다. 상기 발광 다이오드들에 의해 소비되는 평균 전력은 상기 이차원 표면의 경계에 걸쳐 제곱 인치 당 약 0.3 와트 이하일 수 있고, 최대 밝기 조절 시, 상기 LCD 백라이트의 평균 휘도는, 4000 K와 8000 K 사이의 상관 색온도를 가지는 백색 포인트로 설정될 경우에 22 도씨의 주변 온도에서 200 니트보다 클 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예들에 따른 LCD 백라이트 시스템은 복수의 타일들을 포함하는 조명 패널을 포함하는데, 상기 복수의 타일들 각각은 기판 상의 RGB 클러스터들 형태로 배치된 복수의 적색, 녹색 및 청색 발광 다이오드 칩들을 가진다. 상기 조명 패널의 상기 발광 다이오드 칩들은 복수의 적색, 녹색 및 청색 발광 다이오드 스트링들에 전기적으로 연결된다. 상기 조명 패널은 복수의 정전류원들을 포함하는데, 상기 복수의 정전류들원들 각각은 대응되는 제어 신호에 응답하여 서로 다른 발광 다이오드 스트링에 에너지를 공급한다. 최대 밝기 조절 시, 상기 조명 패널의 평균 휘도는, 4000 K와 8000 K 사이의 상관 색온도를 가지는 백색 포인트로 설정될 경우에 22 도씨 주변 온도에서 220 니트보다 클 수 있으나, 더욱 바람직하게는 약 250 니트 또는 그 이상보다 크다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 제1 및 제2 주 파장들을 가지는 광들을 각각 방출하는 고상 조명 소자들의 제1 및 제2 스트링들을 포함하는 조명 패널의 동작 방법들이 제공된다. 상기 방법들은 소정의 펄스 반복율로 제1 펄스폭을 가지는 제1 펄스 구동 전류를 상기 제1 스트링에 공급하는 단계, 상기 펄스 반복율로 제2 펄스폭을 가지는 제2 펄스 구동 전류를 상기 제2 스트링에 공급하는 단계, 상기 조명 패널로부터 광출력을 감지하는 단계, 및 상기 감지된 광출력에 응답하여 상기 제1 펄스폭을 조정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 조명 패널 시스템은 복수의 바 어셈블리들을 포함하는 조명 패널, 상기 복수의 바 어셈블리들 각각 내에 포함되는, 제1 주 파장에서 발광하는 고상 조명 소자들로 구성된 적어도 하나의 제1 스트링 및 상기 제1 주 파장과 다른 제2 주 파장에서 발광하는 고상 조명 소자들로 구성된 적어도 하나의 제2 스트링, 복수의 제어 신호들 중 각각의 하나에 응답하여, 대응되는 스트링에 온-상태 구동 전류를 공급하는 복수의 전류 공급 회로들을 포함한다. 광 다이오드들, 광 트랜지스터들, CCD(charge coupled device)들, CMOS 광 센서들 또는 기타와 같은 하나 또는 그 이상의 광 센서들은 대응되는 바 어셈블리의 상기 제1 및 제2 스트링들로부터 광을 수신하도록 배치된다. 특정 실시예에서, 하나 또는 그 이상의 광 센서들은 하나 또는 그 이상의 선택 투과 필터들과의 조합에 이용되어, 적색, 녹색 또는 청색과 같은 특정 색에 대한 상기 센서의 민감도가 향상된다. 제어 시스템은 상기 광 센서들로부터 출력 신호를 수신하고, 상기 광 센서들의 상기 출력 신호들에 응답하여 상기 제어 신호들을 조정함으로써 상기 전류 제공 회로들에 의해 상기 스트링들에 공급되는 평균 전류를 조정한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예들에 따르면 조명 패널 시스템은 복수의 바 어셈블리들을 포함하는 조명 패널, 상기 복수의 바 어셈블리 각각 내에 포함되는, 적어도 제1 주 파장에서 발광하는 고상 조명 소자들로 구성된 제1 스트링 및 상기 제1 주 파장과 다른 제2 주 파장에서 발광하는 고상 조명 소자들로 구성된 제2 스트링, 복수의 제어 신호들 중 각각의 하나를 수신하여 대응되는 스트링에 온-상태 구동 전류를 공급하는 복수의 전류 공급 회로들을 포함한다. 광 센서는 상기 바 어셈블리들 각각으로부터 광을 수신하도록 배치되고, 제어 시스템은 상기 광 센서로부터 출력 신호를 수신하고, 상기 광 센서들의 출력 신호에 응답하여 상기 제어 신호들을 조절함으로써 상기 전류 공급 회로들에 의해 상기 스트링들에 공급되는 평균 전류를 조절한다.
본 발명의 일부 실시예들은 인가되는 펄스폭 변조된 제어 신호들에 응답하여 제1 색의 광 및 제2 색의 광을 각각 방출하는 복수의 세그먼트들을 포함하는 조명 패널의 조정 방법들을 제공한다. 상기 방법들은 각각의 색에 대하여, 제1 듀티 사이클에서 각각의 세그먼트의 휘도를 측정하는 단계, 및 각 색의 전체 휘도를 상기 조명 패널의 전체 휘도로 나눈 휘도 비를 포함하는 명목 휘도 비를 계산하는 단계를 포함한다. 각각의 세그먼트에 대하여, 각각의 세그먼트의 색의 전체 휘도 대 상기 각각의 세그먼트의 전체 휘도의 비를 포함하는 각각의 색에 대한 휘도 비가 계산된다. 각각의 세그먼트 및 각각의 색에 대하여 상기 명목 조도비로부터 조도비들의 변화량이 판단되고, 문턱 값을 초과하는 상기 명목 조도 비로부터 조도 비들 중 적어도 하나의 변화량에 응답하여, 적어도 하나의 세그먼트의 적어도 하나의 색의 듀티 사이클은 상기 명목 조도 비로부터 조도 비들 중 적어도 하나의 변화량을 감소시키도록 조정된다.
본 발명의 일부 실시예들은 각각의 듀티 사이클을 가지는 펄스폭 변조 제어 신호들에 응답하여 제1 색의 광 및 제2 색의 광을 각각 방출하는 복수의 세그먼트를 포함하는 조명 패널의 조정 방법들을 제공한다. 상기 방법들은 상기 조명 패널의 평균 세그먼트 휘도를 결정하는 단계, 상기 평균 세그먼트 휘도에 대한 각각의 세그먼트의 휘도 변화량을 결정하는 단계, 각각의 세그먼트의 상기 휘도 변화량을 문턱 값과 비교하는 단계, 및 상기 문턱 값을 초과하는 세그먼트의 상기 휘도 변화량에 응답하여, 적어도 하나의 세그먼트의 적어도 하나의 색의 상기 듀티 사이클을 조절하여 상기 휘도 변화량을 감소시키는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예들에 따른 조명 패널의 조정 방법들은 상기 복수의 스트링들 중 하나에 선택적으로 에너지를 공급하는 단계, 상기 에너지를 공급받은 스트링에 의해 방출되는 상기 광의 주 파장을 측정하는 단계, 상기 에너지를 공급받은 스트링에 의해 방출되는 상기 광의 상기 주 파장을 소정의 주 파장과 비교하는 단계, 및 상기 에너지를 공급받은 스트링에 대하여 상기 펄스폭 변조 제어 신호의 상기 온-상태 전류 레벨을 조정함으로써 상기 에너지를 공급받은 스트링에 의해 방출되는 상기 주 파장과 상기 소정의 주 파장 사이의 차이를 줄이는 단계를 포함한다.
본 발명의 이해를 제공하기 위하여 포함되고, 본 명세서에 결합되고, 또한 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면은, 본 발명의 특정한 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 패키징된 고상 조명 소자의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 고상 조명 소자 파일의 발광 다이오드들의 전기적인 상호 연결을 나타내는 개략 회로도이다.
도 4a는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 다중 고상 조명 타일들을 포함하는 바 어셈블리(bar assembly)의 정면도이다.
도 4b는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 다중 바 어셈블리들을 포함하는 조명 패널의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 조명 패널 시스템을 나타내는 개략 블록도이다.
도 6a 내지 6d는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 조명 패널 상의 광 센서들 의 가능한 구조들을 나타내는 개략도들이다.
도 7 및 8a는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 조명 패널 시스템의 구성 요소들을 나타내는 개략도들이다.
도 8b는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 전류 공급 회로의 개략 회로도이다.
도 9a 내지 9c는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 조정 방법들을 나타내는 흐름도들이다.
도 10 내지 12는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 조정 시스템들을 나타내는 개략도들이다.
도 13, 14, 15a 및 15b는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 조정 동작들을 나타내는 흐름도들이다.
본 발명의 실시예들이 도시되어 있는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 서로 다른 여러 형태를 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 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 요소들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 요소들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용 어는 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 해당 열거된 항목 중 어느 하나 또는 그 이상의 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 도해되는 것처럼 다른 요소, 층, 또는 영역에 대한 어떤 요소, 층, 또는 영역의 관계를 기술하기 위해 여기에서 사용될 수 있다. 상대적 용어들은 도면들에서 묘사되는 방향에 추가하여 소자의 다른 방향들을 포함하는 것을 의도한다고 이해될 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, 내지 요소 및 이들의 조합의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 내지 그룹들 및 이들의 조합의 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 흐름도들 내지 방법들, 시스템들의 블록도들 및 컴퓨터 프로그램 제품들을 참조하여 상술된다. 상기 흐름 도들 내지 블록도들의 일부 블록들 및 상기 흐름도들 및/또는 블록도들의 일부 블록들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 명령들에 의해 구현될 수 있음을 이해할 수 있다. 이러한 컴퓨터 프로그램 명령들은 마이크로컨트롤러, 마이크로프로세서, 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 장치들에 저장되거나 구현될 수 있으므로, 상기 명령들은 상기 컴퓨터의 프로세서 또는 다른 프로그램 가능한 데이터 처리 장치들을 통하여 실행되고, 상기 흐름도 내지 블록 다이어그램 블록 또는 블록들에 예시된 함수들/행위들(acts)을 구현하기 위한 수단을 만들 수 있다.
또한, 이러한 컴퓨터 프로그램 명령들은 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 명령들은 상기 흐름도 내지 블록도 블록 또는 블록들에 특정된 상기 함수/행위를 구현하는 명령 수단들을 포함하는 제조물을 생산한다.
상기 컴퓨터 프로그램 명령들은 또한 컴퓨터 또는 다른 프로그램 가능한 데이터 처리 장치들에 로딩되어 일련의 동작 단계들이 상기 컴퓨터 또는 다른 프로그램 가능한 장치들에서 수행되게 하여 프로세스들이 구현된 컴퓨터를 생성함으로써, 상기 컴퓨터 또는 다른 프로그램 가능한 장치들을 실행하는 상기 명령들은 상기 흐름도 내지 블록도 블록 또는 블록들에 특정된 상기 함수들/행위들을 구현하기 위한 단계들을 제공한다. 상기 블록들에 기록된 상기 함수들/행위들은 동작 예시들에 기록된 순서를 벗어날 수 있음을 이해할 수 있다. 예를 들어, 연관된 상관관계/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 규칙적 및/또는 불규칙적인 이차원 어레이(array) 형태로 배치된 다수의 고상 조명 소자들(elements)을 포함할 수 있다. 상기 타일(10)은 예를 들어, 하나 또는 그 이상의 회로 소자들이 실장될 수 있는 인쇄 회로 기판(printed circuit board, PCB)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 타일(10)은 상부에 패터닝된(patterned) 금속 트레이스들(traces, 미도시)이 형성된 폴리머 코팅을 상부에 가지는 금속 코어 PCB(metal core PCB, MCPCB)를 포함할 수 있다. MCPCB 원자재 및 그와 유사한 원자재는 예를 들어, Bergquist 사의 제품으로부터 상업적으로 이용 가능하다. 상기 PCB는 무거운 클래드(clad)(4 온스 또는 그 이상의 구리) 및/또는 열 비아(thermal via)들을 가지는 종래의 FR-4 PCB 물질을 더 포함할 수 있다. MCPCB 물질은 종래의 PCB 물질에 비해 향상된 열적 성능을 제공할 수 있다. 그러나, MCPCB 물질은, 금속 코어를 포함하지 않을 수 있는 종래의 PCB 물질에 비해, 무거울 수도 있다.
도 1에 도시된 실시예들에서, 상기 조명 소자들(12)은 클러스터(cluster) 당 네 개의 고상 발광 소자들로 구성된 멀티-칩 클러스터들이다. 상기 타일(10)에서, 네 개의 조명 소자들(12)은 제1 경로(path, 20)에 직렬로 배치되고, 네 개의 조명 소자들(12)은 제2 경로(21)에 직렬로 배치된다. 상기 제1 경로(20)의 상기 조명 소자들(12)은 예를 들어, 인쇄 회로들을 통하여, 상기 제1 타일(10)의 제1 단부(end)에 배치된 네 개의 애노드(anode) 콘택들(22)의 세트 및 상기 타일(10)의 제2 단부에 배치된 네 개의 캐소드(cathode) 콘택들(24)의 세트에 연결된다. 상기 제2 경로(21)의 상기 조명 소자들(12)은 상기 타일(10)의 제2 단부에 배치된 네 개의 애노드 콘택들(26)의 세트 및 상기 타일(10)의 상기 제1 단부에 배치된 네 개의 캐소드 콘택들(28)의 세트에 연결된다.
상기 고상 조명 소자들(12)은 예를 들어, 유기 발광 소자 및/또는 무기 발광 소자들을 포함할 수 있다. 고전력 조명 장치용 고상 조명 소자(12')의 예가 도 2에 도시된다. 고상 조명 소자(12')는, 상부에 복수의 발광 다이오드 칩들(16A 내지 16D)가 실장되는 캐리어 기판(13)을 포함하는 패키징된 개별 전자 부품을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 하나 또는 그 이상의 고상 조명 소자들(12)은, 상기 타일(10)의 표면 상의 전기 트레이스들에 직접 실장되어, 멀티-칩 모듈 또는 칩 온 보드(chip on board) 어셈블리를 형성하는 발광 다이오드 칩들(16A 내지 16D)을 포함할 수 있다. 적합한 타일들이 2005년 12월 9일에 출원된 제목 "Solid state backlighting unit assembly and methods"인 동일 양수인의 미국 임시출원 제 호에 개시되어 있다(대리인 문서 5308-634PR).
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 청 색 및/또는 녹색 발광 다이오드들은 본 발명의 양수인인 Cree 사로부터 입수 가능한 InGaN(Indium-Gallium-Nitride) 계 청색 및/또는 녹색 발광 다이오드 칩들일 수 있다. 상기 적색 발광 다이오드들은 예를 들어, Epistar, Osram 및 기타 업체들로부터 입수 가능한 AlInGaP(Aluminum-Indium-Gallium-Phosphide) 발광 다이오드 칩들일 수 있다. 상기 조명 소자(12)는 이용 가능한 녹색 빛을 더 많이 만들기 위해 추가적인 녹색 발광 다이오드(16d)를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 발광 다이오드들(16)은 약 900 μm 또는 그 이상(즉, 소위 "고출력(power) 칩들")인 한 변 길이를 가지는 정사각형 또는 직사각형의 주변부(periphery)를 가질 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에서, 상기 발광 다이오드들(16)은 500 μm 또는 그 이하(즉, 소위 "소형 칩들")의 한 변 길이를 가질 수 있다. 구체적으로, 소형 발광 다이오드 칩들은 고출력 칩들에 비해 더 나은 전기 변환 효율로 동작할 수 있다. 예를 들어, 500 미크론(micron)보다 작은 최대 모서리 크기(dimension)를 가지는 녹색 LED 칩들 및 260 미크론만큼이나 작은 녹색 발광 다이오드 칩들은, 보통 900 미크론 칩들보다 높은 전기 변환 효율을 가지는데 통상적으로, 소비 전력(electrical power) 와트(Watt)수 당 55 루멘(lumens)의 광속(luminous flux)만큼을, 그리고 소비 전력 와트수 당 90 루멘의 광속을 각각 생성하는 것으로 알려져 있다.
도 2에 더 도시된 바와 같이, 상기 발광 다이오드들(16a 내지 16d)는 밀봉제(encapsulant, 14)로 덮어 씌워질 수 있는데, 상기 밀봉제(14)는 투명할(clear) 수 있고, 또한 광산란 파티클들(light scattering particles), 형광체 들(phosphors) 및/또는 그 밖의 바람직한 방출 패턴, 색 및/또는 세기를 달성할 수 있는 다른 요소들을 포함할 수 있다. 도 2에는 도시되지 않았으나, 상기 조명 소자(12)는 상기 발광 다이오드들(16a 내지 16d)를 감싸는 반사 컵(reflector cup), 상기 발광 다이오드들(16a 내지 16d)의 상부에 실장되는 렌즈, 상기 조명 소자로부터 생기는 열을 제거하기 위한 하나 또는 그 이상의 열발산판(heat sinks), 정전기 방전(electrostatic discharge, ESD) 보호 칩, 및/또는 그 밖의 소자들을 더 포함할 수 있다.
상기 타일(10) 내 상기 조명 소자들(12)의 발광 다이오드 칩들(16a 내지 16d)은 도 3의 개략 회로도에 도시된 바와 같이 전기적으로 서로 연결될 수 있다. 도시된 바와 같이, 상기 발광 다이오드들은, 상기 제1 경로(20)의 상기 청색 발광 다이오드들(16a)은 직렬로 연결되어 스트링(20a)을 형성할 수 있도록 서로 연결될 수 있다. 마찬가지로, 상기 제1 경로(20)의 제1 녹색 발광 다이오드들(16b)은 직렬로 배치되어 스트링(20b)을 형성할 수 있고, 한편 제2 녹색 발광 다이오드들(16d)은 직렬로 배치되어 분리된 스트링(20d)를 형성할 수 있다. 상기 적색 발광 다이오드들(16c)은 직렬로 배치되어 스트링(20c)을 형성할 수 있다. 각각의 스트링(20a 내지 20d)은 상기 타일(10)의 제1 단부에 배치되는 애노드 콘택(22a 내지 22d)에 그리고 상기 타일(10)의 상기 제2 단부에 배치되는 캐소드 콘택(24a 내지 24d)에 각각 연결될 수 있다.
스트링(20a 내지 20d)은 상기 제1 경로(20) 또는 상기 제2 경로(21)의 상기 대응되는 발광 다이오드들의 전부 또는 전부보다 적은 발광 다이오드들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 스트링(20a)은 상기 제1 경로(20)의 상기 모든 조명 소자들(12) 중 상기 모든 청색 발광 다이오드들을 포함할 수 있다. 이와 달리, 스트링(20a)은 상기 제1 경로(20)의 상기 대응되는 발광 다이오드들로 구성된 하위 그룹만을 포함할 수도 있다. 따라서, 상기 제1 경로(20)는 상기 타일(10) 상에 병렬적으로 배치되는 네 개의 직렬 스트링들(20a 내지 20d)을 포함할 수 있다.
상기 타일(10) 상의 상기 제2 경로(21)는 병렬적으로 배치되는 네 개의 직렬 스트링들(21a, 21b, 21c, 21d)을 포함할 수 있다. 상기 스트링들(21a, 21b, 21c, 21d)은 상기 타일(10)의 상기 제2 단부에 배치되는 애노드 콘택들(26a 내지 26d) 및 상기 타일(120)의 상기 제1 단부에 배치되는 캐소드 콘택들(28a 내지 28d)에 각각 연결된다.
도 1 내지 3에 도시된 상기 실시예들은 조명 소자(12) 당 전기적으로 연결되는 네 개의 발광 다이오드 칩들(16)을 포함하여 경로(20, 21) 당 적어도 네 개의 발광 다이오드들(16)의 스트링을 형성할 수 있는 반면, 조명 소자(12) 당 네 개보다 많거나 적은 발광 다이오드 칩들(16)이 제공될 수도 있고, 상기 타일(10) 상에 경로(20, 21) 당 네 개보다 많거나 적은 발광 다이오드 스트링들이 제공될 수도 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 조명 소자(12)는 오직 하나의 녹색 발광 다이오드 칩(16b)를 포함할 수 있고, 이 경우 상기 발광 다이오드들은 연결되어 경로(20, 21) 당 세 개의 스트링들을 형성할 수 있다. 마찬가지로, 일부 실시예들에서, 조명 소자(12)에 두 개의 녹색 발광 다이오드 칩들은 서로 직렬로 연결될 수 있고, 이 경우 경로(20, 22) 당 녹색 발광 다이오드 칩들의 단일 스트링만이 있을 수 있다. 또한, 타일(10)은 복수의 경로들(20, 21) 대신에 단일 경로(20)만을 포함할 수 있고, 및/또는 두 개의 경로들(20, 21) 이상이 단일 타일(10)에 제공될 수도 있다.
다중(multiple) 타일들(10)은 도 4a에 도시된 바와 같이 더 큰 조명 바 어셈블리(30)를 형성하도록 조립될 수 있다. 도시된 바와 같이, 바 어셈블리(30)는 단부끼리 연결된 둘 또는 그 이상의 타일들(10, 10', 10")을 포함할 수 있다. 따라서, 도 3 및 4를 참조하면, 가장 왼쪽의 타일(10)의 제1 경로(20)의 캐소드 콘택들(24)은 중앙에 있는 타일(10')의 제1 경로(20)의 애노드 콘택들(22)에 각각 전기적으로 연결될 수 있고, 중앙에 있는 타일(10')의 제1 경로(20)의 캐소드 콘택들(24)은 가장 오른쪽의 타일(10")의 제1 경로(20)의 애노드 콘택들(22)에 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 유사하게, 가장 왼쪽의 타일(10)의 제2 경로(21)의 애노드 콘택들(26)은 중앙에 있는 타일(10')의 제2 경로(21)의 캐소드 콘택들(28)에 각각 전기적으로 연결될 수 있고, 중앙에 있는 타일(10')의 제2 경로(21)의 애노드 콘택들(26)은 가장 오른쪽의 타일(10")의 제2 경로(21)의 캐소드 콘택들(28)에 각각 전기적으로 연결될 수 있다.
더 나아가, 가장 오른쪽의 타일(10")의 제1 경로(20)의 캐소드 콘택들(24)은 루프백 커넥터(loopback connector, 35)에 의해 가장 오른쪽의 타일(10")의 제2 경로(21)의 애노드 콘택들(26)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 루프백 커넥터(35)는 가장 오른쪽의 타일(10")의 제1 경로(20)의 청색 발광 다이오드 칩들(16a)의 스트링(20a)의 캐소드(24a)와 가장 오른쪽의 타일(10")의 제2 경 로(21)의 청색 발광 다이오드 칩들의 스트링(21a)의 애노드(26a)를 전기적으로 연결될 수 있다. 이런 식으로, 제1 경로(20)의 스트링(20a)은 상기 루프백 커넥터(35)의 컨덕터(conductor, 35a)에 의해 제2 경로(21)의 스트링(21a)와 직렬로 연결되어 청색 발광 다이오드 칩들(16)의 단일 스트링(23a)을 형성할 수 있다. 상기 타일들(10, 10', 10")의 경로들(20, 21)의 다른 스트링들은 비슷한 방식으로 연결될 수 있다.
상기 루프백 커넥터(35)는 에지 커넥터, 가요성 배선판(flexible wiring board), 또는 다른 적당한 커넥터를 포함할 수 있다. 또한, 상기 루프백 커넥터는 상기 타일(10) 상에 또는 내에 형성되는 인쇄 트레이스들을 포함할 수 있다.
도 4a에 도시된 상기 바 어셈블리(30)는 타일들(10)의 일차원 어레이지만, 다른 구조들도 가능하다. 예를 들어, 상기 타일들(10)은 상기 타일들(10)이 모두 동일 평면에 위치하는 이차원 어레이, 또는 상기 타일들(10)이 모두 동일 평면에 배치되지는 않는 삼차원 구조에 연결될 수 있다. 더욱이, 상기 타일들(10)은 직사각형 또는 정사각형일 필요는 없고, 예를 들어, 육각형(hexagoanl), 삼각형(triangular) 또는 기타일 수 있다.
도 4b를 참조하면, 일부 실시예들에서, 복수의 바 어셈블리들(30)은 조명 패널(40)을 형성하기 위해 결합될 수 있고, 조명 패널(40)은 예를 들어, LCD 디스플레이용 백라이팅 유닛(backlighting unit, BLU)으로 사용될 수 있다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 조명 패널(40)은 네 개의 바 어셈블리들(30)을 포함할 수 있고, 각각의 바 어셈블리는 여섯 개의 타일들(10)을 포함할 수 있다. 각각의 바 어셈블 리(30)의 가장 오른쪽의 타일(10)은 루프백 커넥터(35)를 포함한다. 따라서, 각각의 바 어셈블리(30)는 발광 다이오드들로 구성된 네 개(즉, 적색 한 개, 녹색 두 개 및 청색 한 개)의 스트링들(23) 을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 바 어셈블리(30)는 네 개(적색 한 개, 녹색 두 개 및 청색 한 개)의 발광 다이오드 스트링들(23)을 포함할 수 있다. 그러므로, 아홉 개의 바 어셈블리들을 포함하는 조명 패널(40)은 발광 다이오드들로 된 36개의 분리된 스트링들을 가질 수 있다. 더욱이, 각각 여덟 개의 고상 조명 소자들(12)을 가지는 여섯 개의 타일들(10)을 포함하는 바 어셈블리(30)에서, 발광 다이오드 스트링(23)은 직렬 연결된 48개의 발광 다이오드들을 포함할 수 있다.
일부 종류의 발광 다이오드들, 구체적으로 청색 발광 다이오드들 및/또는 녹색 발광 다이오드들의 경우, 순방향 전압(Vf)는 20 mA의 표준 구동 전류에서 칩에 따라 공칭값(nominal value)으로부터 ㅁ 0.75 V만큼 변할 수 있다. 일반적인 청색 또는 녹색 발광 다이오드는 3.2 볼트의 순방향 전압(Vf)을 가질 수 있다. 그러므로, 그러한 칩들의 순방향 전압은 25 %만큼 변할 수 있다. 48개의 발광 다이오드들을 포함하는 발광 다이오드들의 스트링의 경우, 20 mA에서 상기 스트링을 작동시키는데 필요한 전체 순방향 전압(Vf)은 ㅁ36 V만큼 변할 수 있다.
따라서, 바 어셈블리에서 상기 발광 다이오드들의 구체적인 특성들에 의존하여, 하나의 조명 바 어셈블리의 어떤 스트링(예를 들어, 청색 스트링)은 또 다른 바 어셈블리의 대응되는 스트링에 비해 상당히 다른 동작 전력을 필요로 할 수 있다. 이러한 변화량(variations)들은 다중 타일들(10) 및/또는 바 어셈블리들(30) 을 포함하는 조명 패널의 색 및/또는 밝기 균일성에 상당히 영향을 줄 수 있으며, 그 결과 순방향 전압의 변화량들에 의해 타일에 따라 내지 바에 따라 밝기 내지 색조(hue) 면에서 변화가 생기게 할 수 있다. 예를 들어, 스트링에 따른 전류 차이들은 스트링에 의해 출력되는 광속(flux)의 크기, 피크 파장, 및/또는 주 파장(dominant wavelength)에 큰 차이를 야기할 수 있다. 발광 다이오드 구동 전류의 대략 5 % 또는 그 이상의 변화량들은 스트링에 따라 및/또는 타일에 따라 광출력에 있어서 용인할 수 없는 변화량을 야기할 수 있다. 이러한 변화량들은 조명 패널의 전반적인 색상범위(color gamut) 또는 디스플레이 가능한 색들의 범위에 상당히 영향을 줄 수 있다.
또한, 발광 다이오드 칩들의 광출력 특성들은 그들의 동작 수명 동안에 변할 수 있다. 예를 들어, 발광 다이오드에 의한 광출력은 시간이 지나면서 및/또는 주변 온도와 함께 변할 수 있다.
조명 패널에 대하여 일정하고, 제어 가능한 광출력 특성을 제공하기 위하여, 본 발명의 일부 실시예들은 발광 다이오드 칩들로 구성된 둘 또는 그 이상의 직렬 스트링들을 가지는 조명 패널을 제공한다. 독립 전류 제어 회로가 발광 다이오드 칩들의 스트링들 각각에 대하여 제공된다. 더 나아가, 상기 스트링들의 각각에 공급되는 전류는 예를 들어, 펄스 폭 변조(pulse width modulation, PWM) 및/또는 펄스 주파수 변조(pulse frequency modulation, PFM)의 수단에 의해 개별적으로 제어될 수 있다. PWM 방식에서 특정 스트링에 인가되는 펄스들의 폭(또는 PFM 방식에서 펄스들의 주파수)의 값은 미리 저장된 펄스 폭(주파수) 값을 기초로 할 수 있는 데, 이러한 펄스 폭의 값은 동작 중에도 예를 들어, 사용자 입력 및/또는 센서 입력을 기초로 수정될 수 있다.
따라서, 도 5를 참조하면, 조명 패널 시스템(200)이 도시된다. 상기 조명 패널 시스템(200)은 LCD 디스플레이 패널용 백라이트일 수 있는데, 조명 패널(40)을 포함할 수 있다. 상기 조명 패널(40)은 예를 들어, 복수의 바 어셈블리들(30)을 포함할 수 있고, 이는 상술한 바와 같이 복수의 타일들(10)을 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 다른 구조들에 형성되는 조명 패널들과 함께 사용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 일부 실시예들은 큰 면적의 단일 타일을 포함하는 고상 백라이트 패널들과 함께 사용될 수 있다.
그러나, 특정 실시예들에서, 조명 패널(40)은 복수의 바 어셈블리들(30)을 포함할 수 있고, 각각의 바 어셈블리는 각각 동일한 주 파장을 가지는 발광 다이오드들의 네 개의 독립 스트링들(23)의 애노드들 및 캐소드들에 대응되는 네 개의 캐소드 커넥터들 및 네 개의 애노드 커넥터들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 각각의 바 어셈블리(23)는 적색 스트링(23a), 두 개의 녹색 스트링들(23b, 23d) 및 청색 스트링(23c)를 가질 수 있고, 각각은 대응되는 애노드/캐소드 컨택들의 쌍을 상기 바 어셈블리(30)의 일면 상에 가질 수 있다. 특정 실시예들에서, 조명 패널(40)은 아홉 개의 바 어셈블리들(30)을 포함할 수 있다. 그러므로, 조명 패널(40)은 36개의 분리된 발광 다이오드 스트링들을 포함할 수 있다.
전류 드라이버(driver)(220)는 상기 조명 패널(40)의 상기 발광 다이오드 스트링들(23) 각각에 대한 독립적인 전류 제어를 제공한다. 예를 들어, 상기 전류 드라이버(220)는 상기 조명 패널(40)의 36개의 분리된 발광 다이오드 스트링들에 대한 독립적인 전류 제어를 제공할 수 있다. 상기 전류 드라이버(220)는 컨트롤러(230)의 제어 하에서 상기 조명 패널(40)의 상기 36개의 분리된 발광 다이오드 스트링들 각각에 대하여 정전류원(constant current source)을 제공한다. 일부 실시예들에서, 상기 컨트롤러(230)는 Microchip Technology 사의 PIC18F8722와 같은 8-비트 마이크로컨트롤러를 이용하여 구현될 수 있는데, 이 마이크로컨트롤러는 상기 36개의 발광 다이오드 스트링들(23)에 대한 상기 드라이버(220) 내의 36개의 분리된 전류 제공 블록들의 PWM 제어를 제공하도록 프로그램될 수 있다.
상기 36개의 발광 다이오드 스트링들 각각에 대한 펄스 폭 정보는 상기 컨트롤러(230)에 의해 색 관리부(260)로부터 얻어질 수 있는데, 일부 실시예들에서 상기 색 관리부(260)는 Agilent HDJD-J822-SCR00 색 관리 컨트롤러와 같은 색 관리 컨트롤러를 포함할 수 있다.
상기 색 관리부(260)는 I2C(Inter-Integrated Circuit) 통신 링크(235)를 통하여 상기 컨트롤러(230)와 연결될 수 있다. 상기 색 관리부(260)는 I2C 통신 링크(235) 상에 슬레이브 장치로서 설정될 수 있고, 상기 컨트롤러(230)는 상기 링크(235) 상에 마스터 장치로서 설정될 수 있다. I2C 통신 링크들은 집적 회로 장치들 사이의 통신을 위한 저속 시그널링(signaling) 프로토콜을 제공한다. 상기 컨트롤러(230), 상기 색 관리부(260) 및 상기 통신 링크(235)는 상기 조명 패널(40)로부터 광출력을 제어하는 피드백 제어 시스템을 함께 형성할 수 있다. 레지스터들(R1 내지 R9) 및 기타는 상기 컨트롤러(230)의 내부 레지스터들에 대응될 수 있고, 또한 상기 컨트롤러(230)에 의해 접근 가능한 메모리 장치(미도시)의 메모리 위치들에 대응될 수도 있다.
상기 컨트롤러(230)은 각각의 발광 다이오드 스트링(23), 즉, 36개의 발광 다이오드 스트링들(23)을 가지는 조명 유닛(unit)에 대하여, 레지스터, 예를 들어, 레지스터들(R1 내지 R9, G1A 내지 G9A, B1 내지 B9, G1B 내지 G9B)를 포함할 수 있고, 상기 색 관리부(260)은 적어도 36개의 레지스터들을 포함할 수 있다. 상기 레지스터들 각각은 상기 발광 다이오드 스트링들(23) 중 하나에 대하여 펄스 폭 정보를 저장하도록 구성된다. 상기 레지스터들의 초기 값들은 초기화/조정 프로세스에 의해 결정될 수 있다. 그러나, 상기 레지스터 값들은 사용자 입력(250) 및/또는 상기 조명 패널(40)에 연결되는 하나 또는 그 이상의 센서들(240)의 입력을 기초로 시간이 지나면 적응적으로 변경될 수 있다.
상기 센서들(240)은 예를 들어, 온도 센서(240a), 하나 또는 그 이상의 광 센서들(240b), 및/또는 하나 또는 그 이상의 다른 센서들(240c)을 포함할 수 있다. 특정 실시예들에서, 조명 패널(40)은 상기 조명 패널의 각각의 바 어셈블리(30)에 대하여 하나의 광 센서(240b)를 포함할 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에서, 하나의 광 센서(240b)가 상기 조명 패널의 각각의 발광 다이오드 스트링(30)마다 제공될 수 있다. 다른 실시예들에서, 상기 조명 패널(40)의 각각의 타일(10)이 하나 또는 그 이상의 광 센서들(240b)을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 광 센서(240b)는 서로 다른 주 파장들을 가지는 빛에 선택적으로 응답할 수 있도록 구성되는 감광(photosensitive) 영역들을 포함할 수 있다. 그러므로, 서로 다른 발광 다이오드 스트링들(23), 예를 들어, 적색 발광 다이오드 스트링(23a) 및 청색 발광 다이오드 스트링(23c)에 의해 생성되는 빛의 파장들은 상기 광 센서(240b)로부터 개별적인 출력들을 생성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 광 센서(240b)는 가시 스펙트럼의 적색, 녹색 및 청색 부분들의 주 파장들을 가지는 빛을 독립적으로 감지할 수 있도록 구성될 수 있다. 상기 광 센서(240b)는 광 다이오드와 같은 하나 또는 그 이상의 광검출 소자들을 포함할 수 있다. 상기 광 센서(240b)는 예를 들어, Agilent HDJD-S831-QT333 삼색(tricolor) 광 센서를 포함할 수 있다.
상기 광 센서들(240b)의 센서 출력들은 상기 색 관리부(260)에 공급될 수 있는데, 상기 색 관리부(260)는 대응되는 발광 다이오드 스트링들(23)에 대하여 상기 레지스터 값들을 조정하기 위하여 스트링 별 기준(basis)으로 광 출력의 변화량들을 수정할 수 있도록, 그러한 출력들을 샘플링하고, 또한 상기 샘플링된 값들을 상기 컨트롤러(230)에 제공할 수 있도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, ASIC(application specific integrated circuit)은 센서 데이터가 상기 색 관리부(260)로 제공되기 전에 센서 데이터를 전처리하기 위해, 하나 또는 그 이상의 광 센서들(240b)과 같이 각각의 타일(10)에 제공될 수 있다. 더 나아가, 일부 실시예들에서는, 상기 센서 출력 및/또는 ASIC 출력은 상기 컨트롤러(230)에 의해 직접적으로 샘플링될 수 있다.
상기 광 센서들(240b)은 대표 샘플 데이터를 얻기 위하여 상기 조명 패널(40) 내의 다양한 위치들에 배치될 수 있다. 이와 다르게 또는 추가적으로, 광 섬유들과 같은 광 가이드들(light guides)이 상기 조명 패널(40)에 제공되어 소정의 위치들로부터 집광할 수 있다. 그 경우에, 상기 광 센서들(240b)은 상기 조명 패널(40)의 광학 디스플레이 영역 내에 배치될 필요는 없고, 예를 들어, 상기 조명 패널(40)의 뒷면 상에 제공될 수 있다. 더욱이, 광학 스위치가 상기 조명 패널(40)의 서로 다른 영역들로부터 집광하는 서로 다른 광 가이드들로부터 빛을 스위칭하여 광 센서(240b)로 제공할 수 있다. 그러므로, 단일 광 센서(240b)는 상기 조명 패널(40) 상의 다양한 위치들로부터 순차적으로 집광하는데 사용될 수 있다.
상기 사용자 입력(250)은 LCD 패널 상에 입력 제어들과 같은 사용자 제어들의 수단에 의해 사용자가 상기 조명 패널(40)의 색 온도, 밝기, 색상, 및 기타와 같은 특성을 선택적으로 조정하도록 구성될 수 있다.
상기 온도 센서(240a)는 온도 정보를 상기 색 관리부(260) 및/또는 상기 컨트롤러에 제공할 수 있고, 이로써 상기 스트링들(23) 내의 상기 발광 다이오드 칩들(16)의 알려진/예측되는 밝기 대 온도 간의 동작 특성을 기초로 하여 스트링 별 및/또는 색 별 기준으로 상기 조명 패널로부터 상기 광 출력을 조정할 수 있다.
광 센서들(240b)의 다양한 구조들이 도 6a 내지 6b에 도시된다. 예를 들어, 도 6a의 실시예에서, 단일 광 센서(240b)는 상기 조명 패널(40)에 제공된다. 상기 광 센서(240b)는 상기 조명 패널의 하나 이상의 타일/스트링으로부터 평균 광량을 수신할 수 있는 위치에 제공될 수 있다.
상기 조명 패널(40)의 광출력 특성들에 대한 더욱 광범위한 데이터를 제공하기 위하여, 하나 이상의 광 센서(240b)가 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 6b에 도 시된 바와 같이, 바 어셈블리(30) 당 하나의 광 센서(240b)가 있을 수 있다. 이 경우, 상기 광 센서들(240b)은 상기 바 어셈블리들(30)의 단부들에 위치할 수 있고, 그것들이 연관된 상기 바 어셈블리(30)로부터 방출된 평균/결합 광량을 수신하도록 배치될 수 있다.
도 6c에 도시된 바와 같이, 광 센서들(240b)는 상기 조명 패널(40)의 발광 영역의 주변부 내의 하나 또는 그 이상의 위치들에 배치될 수 있다. 그러나, 일부 실시예들에서, 상기 광 센서들(240b)은 상기 조명 패널(40)의 상기 발광 영역으로부터 떨어져서 위치할 수 있고, 상기 조명 패널(40)의 상기 발광 영역 내의 다양한 위치들로부터의 빛이 하나 또는 그 이상의 광 가이드들을 통하여 상기 센서들(240b)에 전송될 수 있다. 예를 들어, 도 6d에 도시된 바와 같이, 상기 조명 패널(40)의 상기 발광 영역 내의 하나 또는 그 이상의 위치들(249)로부터의 빛은 광 가이드들(247)을 통하여 상기 발광 영역으로부터 떨어진 곳으로 전송될 수 있는데, 상기 광 가이드들(247)은 상기 타일들(10)을 관통하여 및/또는 그 위에 걸쳐서 확장될 수 있는 광 섬유들일 수 있다. 도 6d에 도시된 실시예들에서, 상기 광 가이드들(247)은 광 스위치(245)에서 터미네이션되는데, 상기 광 스위치(245)는 상기 컨트롤러(230) 및/또는 상기 색 관리부(260)로부터의 제어 신호들을 기초로 상기 광 센서(240b)에 연결되는 특정 가이드(247)를 선택한다. 그러나, 상기 광 스위치(245)는 선택 사항이라는 점과, 상기 광 통로들(245) 각각은 광 센서(240b)에서 터미네이션될 수도 있음을 이해할 수 있을 것이다. 또 다른 실시예들에서, 상기 광 가이드들(247)은 광 스위치(245) 대신에 광 결합기(combiner)에서 터미네이션될 수도 있는데, 상기 광 결합기는 상기 광 가이드들(247)을 거쳐 수신된 빛을 결합하고 결합된 빛을 광 센서(240b)에 공급한다. 상기 광 가이드들(247)은 상기 타일들(10)을 걸쳐서, 부분적으로 걸쳐서, 및/또는 관통하여 연장될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 상기 광 가이드들(247)은 상기 패널(40) 뒤의 다양한 집광 위치들로 이어질 수 있고, 그 후 그러한 위치들에서 상기 패널을 관통하여 이어질 수 있다. 더 나아가, 상기 광 센서(240b)는 상기 패널의 앞면 상에(즉, 상기 조명 소자들(16)이 실장되는 상기 패널(40)의 면 상에) 또는 상기 패널(40) 및/또는 타일(10) 및/또는 바 어셈블리(30)의 뒷면 상에 실장될 수 있다.
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)의 각각의 바 어셈블리(30)에 대하여 제공될 수 있다. 도 7에 도시된 실시예들에서, 상기 조명 패널(40)은 네 개의 바 어셈블리들(30)을 포함한다. 그러나, 일부 실시예들에서, 상기 조명 패널(40)은 아홉 개의 바 어셈블리들(30)을 포함할 수 있고, 그 경우 상기 전류 드라이버(220)는 아홉 개의 바 드라이버 회로들(320)을 포함할 수 있다. 도 8a에 도시된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 각각의 바 드라이버 회로(320)는 네 개의 전류 공급 회로들(340a 내지 340d)을, 즉, 상기 대응되는 바 어셈블리(30)의 각각의 발광 다이오드 스트링(23a 내지 23d)에 대하여 하나의 전류 제공 회로(340a 내지 340d)를 포함할 수 있다. 상기 전류 공급 회로들(340a 내지 340d)의 동작은 상기 컨트롤러(230)로부터의 제어 신호들(342)에 의해 제어될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따른 전류 공급 회로(340)는 도 8b에 더욱 상세하게 도시된다. 도시된 바와 같이, 배치된 전류 공급 회로(340)는 도 8b에 도시된 바와 같이 배치되는 PWM 컨트롤러(U1), 트랜지스터(Q1), 저항들(R1 내지 R3) 및 다이오드들(D1 내지 D3)을 포함할 수 있다. 상기 전류 공급 회로(340)는 입력 전압(Vin)을 수신한다. 상기 전류 공급 회로(340)는 또한 상기 컨트롤러(230)로부터 클럭 신호(CLK) 및 펄스 폭 변조 신호(PWM)을 수신한다. 상기 전류 공급 회로(340)는 출력 단자들(V+, V-)을 통하여 대응되는 발광 다이오드 스트링(23)에 실질적으로 정전류를 공급하도록 구성되고, 상기 출력 단자들(V+, V-)은 상기 대응되는 발광 다이오드 스트링의 애노드 및 캐소드에 각각 연결된다. 상기 정전류는 스트링에서 스트링으로의 평균 순방향 전압의 차이에 대처할 수 있는 가변 승압(boost)과 함께 제공될 수 있다. 상기 PWM 컨트롤러(U1)은 예를 들어, National Semiconductor 사의 LM5020 전류 모드 PWM 컨트롤러를 포함할 수 있다.
상기 전류 공급 회로들(340a 및 340b)은 각각의 스트링(13)에 대한 펄스 폭 변조 신호(PWM)가 논리 하이(high)인 동안에 상기 대응되는 발광 다이오드 스트링들(13)에 전류를 공급하도록 구성된다. 따라서, 각각의 타이밍 루프에 대하여, 상기 드라이버(220)의 각각의 전류 공급 회로(340)의 상기 PWM 입력은 상기 타이밍 루프의 제1 클럭 사이클에서 논리 하이로 설정된다. 상기 컨트롤러(230)의 카운터가 상기 발광 다이오드 스트링(23)에 대응하는 상기 컨트롤러(230)의 어떤 레지스터에 저장된 값에 도달하면, 특정 전류 공급 회로(340)의 PWM 입력은 논리 로우(low)로 설정되고, 상기 대응되는 발광 다이오드 스트링(23)에 공급되는 전류를 턴오프시킨다. 그러므로, 상기 조명 패널(40)의 각각의 발광 다이오드 스트링(23)은 동시에 턴온되는 반면에, 소정의 타이밍 루프 동안에 상기 스트링들은 서로 다른 시각에서 턴오프될 수 있는데, 이는 상기 발광 다이오드 스트링들에 타이밍 루프 내의 서로 다른 펄스 폭들을 주게 된다. 발광 다이오드 스트링(23)의 겉보기 밝기는 상기 발광 다이오드 스트링(23)의 듀티 사이클(duty cycle), 즉, 상기 타이밍 루프 중에서 상기 발광 다이오드 스트링(23)에 전류가 공급되는 비율에 대략적으로 비례할 수 있다.
발광 다이오드 스트링(23)은 그것이 턴온되는 주기 동안에서 실질적으로 일정한 전류를 공급받을 수 있다. 상기 전류 신호의 펄스 폭을 조정함으로써, 심지어 온-상태 전류를 실질적으로 일정한 값으로 유지하면서도 상기 발광 다이오드 스트링(23)을 통해 흐르는 상기 평균 전류는 변경될 수 있다. 따라서, 상기 발광 다이오드 스트링(23)의 상기 발광 다이오드들(16)의 주 파장은 인가되는 전류로써 변경될 수 있는데, 비록 상기 발광 다이오드들(16)을 통해 흐르는 평균 전류가 변경되더라도 실질적으로 안정적으로 유지될 수 있다. 유사하게, 상기 발광 다이오드 스트링(23)에 의해 소비되는 단위 전력 당 광속(luminous flux)은 예를 들어, 상기 발광 다이오드 스트링(23)의 평균 전류가 가변 전류원을 이용하여 조정될 때보다, 다양한 평균 전류 레벨들에서 더욱 일정하게 유지될 수 있다.
특정 발광 다이오드 스트링에 대응되는 상기 컨트롤러(230)의 레지스터에 저장된 값은 상기 통신 링크(235)를 통해 상기 색 관리부(260)로부터 수신된 값을 기초로 할 수 있다. 이와 다르게 또는 여기에 추가적으로, 상기 레지스터 값은 소정 의 값 및/또는 센서(240)로부터 제공되어 상기 컨트롤러(230)에 의해 직접 샘플링되는 전압 레벨을 기초로 할 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 색 관리부(260)는 듀티 사이클에 대응되는 값(즉, 0부터 100까지의 값)을 제공할 수 있는데, 상기 값은 상기 컨트롤러(230)에 의해 타이밍 루프의 사이클들의 수를 기초로 레지스터 값으로 번역될 수 있다. 예를 들어, 상기 색 관리부(260)는 상기 통신 링크(235)를 통하여 상기 컨트롤러(230)에 대해, 특정 발광 다이오드 스트링(23)이 50 %의 듀티 사이크를 가져야 함을 지시한다. 만약 한 타이밍 루프가 10,000개의 클럭 사이클들을 포함한다면, 그리고 상기 컨트롤러가 각각의 클럭 사이클마다 상기 카운터를 증분(increment)시킨다고 가정한다면, 상기 컨트롤러(230)는 해당 상기 발광 다이오드 스트링에 대응되는 상기 레지스터에 5000의 값을 저장할 수 있다. 그러므로, 특정 타이밍 루프에서, 상기 카운터는 상기 루프의 시작 시 영(zero)으로 리셋되고, 상기 발광 다이오드 스트링(23)은 상기 발광 다이오드 스트링(23)에 전류를 공급하는 상기 전류 공급 회로(340)로 적당한 PWM 신호를 전송함으로써 턴온된다. 상기 카운터가 5000의 값으로 카운트되면, 상기 전류 공급 회로(340)에 대한 상기 PWM 신호는 리셋되며, 상기 발광 다이오드 스트링은 턴오프된다.
일부 실시예들에서, 상기 PWM 신호의 펄스 반복 주파수(즉, 펄스 반복율)는 60 Hz를 초과할 수 있다. 특정 실시예들에서, 200 Hz 또는 그 이상의 전체 PWM 펄스 반복 주파수에 대하여, 상기 PWM 주기는 5 ms 또는 그 이하일 수 있다. 상기 루프 내에 지연이 포함될 수 있으며, 상기 카운터는 한 타이밍 루프에서 오직 100 번만 증분될 수도 있다. 그러므로, 소정의 발광 다이오드 스트링(23)에 대한 상기 레지스터 값은 상기 발광 다이오드 스트링(23)에 대한 듀티 사이클에 직접적으로 대응될 수 있다. 그러나, 다른 적당한 카운팅 프로세스가 사용되어 상기 발광 다이오드 스트링(23)의 밝기가 적절하게 제어될 수 있다.
상기 컨트롤러(230)의 상기 레지스터 값들은 시간에 따라 업데이트되어, 변경되는 센서 값들을 반영할 수 있다. 일부 실시예들에서, 업데이트된 레지스터 값들은 상기 색 관리부(260)로부터 초 당 여러 번 얻어질 수 있다.
더 나아가, 상기 컨트롤러(230)에 의해 상기 색 관리부(260)로부터 독출된 데이터는 소정의 사이클에서 발생하는 변경의 양을 제한하도록 필터링될 수 있다. 예를 들어, 변경된 값이 상기 색 관리부(260)로부터 독출되면, 에러 값은, 종래의 PID(Proportional-Integral-Derivative) 피드백 컨트롤러에서 사용되는 경우에 그러하듯이, 비례 제어("P")를 제공할 수 있도록 계산되고 스케일 조절될 수 있다. 또한, 상기 에러 신호는 PID 피드백 루프에서 그러하듯이, 적분 및/또는 미분 방식으로 스케일 조절될 수 있다. 상기 변경된 값들의 필터링 및/또는 스케일링은 상기 색 관리부(260) 및/또는 상기 컨트롤러(230)에서 수행될 수 있다.
일부 실시예들에서, 디스플레이 시스템(200)의 조정은 상기 디스플레이 시스템 자체에 의해(즉, 자체-조정), 예를 들어, 광 센서들(240b)로부터의 신호들을 이용하여 수행될 수 있다. 그러나, 본 발명의 일부 실시예들에서, 디스플레이 시스템(200)의 조정은 외부의 조정 시스템에 의해 수행될 수 있다.
상기 디스플레이 시스템(200)의 일부 소자들의 동작들이 도 9a 내지 9c에 도 시된다. 도 9a를 참조하면, 상기 컨트롤러(230)의 스트링 레지스터들이 초기화된다(블록(1010)). 상기 초기 레지스터 값들은 비휘발성 메모리에, 예를 들어, 롬(read-only memory, ROM), 비휘발성 램(nonvolatile random access memory, NVRAM) 또는 상기 컨트롤러(230)에 의해 접근 가능한 다른 저장 장치에 저장될 수 있다. 상기 컨트롤러(230)의 카운터(COUNT)는 또한 영으로 리셋된다.
그 다음, 제어는 블록(1020)으로 넘어가서, 상기 카운터(COUNT)가 영인지 판단한다. 만약 카운터가 영이라면, 상기 제어 라인들(342)의 각각의 PWM 출력들은 논리 하이로 설정된다(블록(1030)). 만약 카운터가 영이 아니라면, 블록(1030)은 뛰어넘는다. 그 다음, 상기 컨트롤러(230)는 그 레지스터 값이 COUNT와 같은 여하한 발광 다이오드 스트링의 PWM 출력을 선택적으로 턴오프한다(블록(1040)). 그 다음, 선택 사항인 지연이 시작되고(블록(1050)), 상기 COUNT 값이 증분된다(블록(1060)). 그 다음, 제어는 블록(1070)으로 넘어가서, 상기 COUNT가 최대 값에 도달했는지 판단하는데, 일부 실시예들에서 상기 최대 값은 100일 수 있다. 상기 COUNT가 최대 값에 도달하지 않은 경우, 제어는 블록(1020)으로 넘어간다. COUNT 값이 상기 최대 값(MAX_COUNT)에 도달한 경우, 상기 전류 타이밍 루프는 종료되고, COUNT는 영으로 리셋된다.
도 9b를 참조하면, 각각의 발광 다이오드 스트링들(23)에 대한 PWM 신호들을 선택적으로 턴오프시키는 것과 연관된 동작들은 프로세스(1100)로 도시되는데, 프로세스(1100)는 디스플레이 유닛(40)의 적색, 녹색 및 청색 스트링들(23)로 된 각각의 그룹에 대해 반복된다. 예를 들어, 프로세스(1100)는 조명 패널(40)의 각각 의 바 어셈블리(30)에 대하여 한번씩 반복될 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 컨트롤러(230)는 먼저 카운트가 적색 스트링 레지스터(R1)의 레지스터 값과 동일한지 판단한다(블록(1110)). 카운트가 적색 스트링 레지스터(R1)의 레지스터 값과 동일한 경우, 상기 레지스터(R1)에 연관된 PWM 신호는 논리 로우로 설정되어, 거기에 연관된 상기 적색 스트링(23)은 턴오프된다(블록(1120)). 그 다음, 상기 컨트롤러(230)는 카운트가 제1 녹색 스트링 레지스터(G1A)의 레지스터 값과 동일한지 판단한다(블록(1130)). 카운트가 제1 녹색 스트링 레지스터(G1A)의 레지스터 값과 동일한 경우, 상기 레지스터(G1A)에 연관된 PWM 신호는 논리 로우로 설정되어, 거기에 연관된 상기 발광 다이오드 스트링 또는 스트링들(23)은 턴오프된다(블록(1140)). 동일한 프로세스가 제2 녹색 스트링 레지스터(G1B)에 대하여 반복될 수 있다. 이와 달리, 단일 레지스터가 녹색 스트링들 모두에 사용될 수 있다. 마지막으로, 상기 컨트롤러(230)는 카운트가 청색 스트링 레지스터(B1)의 레지스터 값과 동일한지 판단한다(블록(1150)). 카운트가 청색 스트링 레지스터(B1)의 레지스터 값과 동일한 경우, 상기 레지스터(B1)에 연관된 PWM 신호는 논리 로우로 설정되어, 거기에 관련된 상기 발광 다이오드 스트링(23)은 턴오프된다(블록(1160)). 이러한 프로세스(1100)는 상기 조명 패널(40)의 각각의 바 어셈블리(30)에 대하여 반복된다.
일부 실시예들에서, 상기 컨트롤러(230)는 주변광의 측정(예를 들어, 다크(dark) 신호 값)을 얻기 위하여, 상기 조명 패널(40)이 일시적으로 어두울 때(즉, 상기 유닛 내의 모든 광원들이 일시적으로 스위치가 오프될 때) 상기 색 관리 부(260)가 광 센서(240b)를 샘플링하게 할 수 있다. 상기 컨트롤러(230)는 또한 디스플레이 밝기의 측정(예를 들어, 광 신호 값)을 얻기 위하여, 상기 디스플레이가 어떤 시간 간격 중 적어도 일부분 동안 밝게 되는 시간 간격 동안에 상기 색 관리부(260)가 상기 광 센서(240b)를 샘플링하게 할 수 있다. 예를 들어, 상기 컨트롤러(230)는 상기 색 관리부(260)가 상기 광 센서로부터 전체 타이밍 루프에 걸친 평균을 나타내는 값을 획득하게 할 수 있다.
예를 들어, 도 9c를 참조하면, 상기 조명 패널(40)의 모든 발광 다이오드 스트링들은 턴오프되고(블록(910)), 상기 광 센서(240b) 출력은 다크 신호 값을 얻기 위해 샘플링된다(블록(920)). 그 다음, 상기 발광 다이오드 스트링들은 에너지가 공급되고(블록(930)), 상기 디스플레이 출력은 광 신호 값을 획득하기 위해 전체 펄스 주기에 걸쳐 적분되고, 샘플링된다(블록(940)). 그 다음, 상기 조명 패널(40)의 출력은 상기 다크 신호 값 내지 상기 광 신호 값을 기초로 조정된다(블록(950)).
상기 조명 패널(40)의 밝기는 주변광의 차이들에 대처할 수 있도록 조정될 수 있다. 예를 들어, 주변광 레벨이 높은 상황에서, 상기 조명 패널(40)의 밝기는 실질적으로 일정한 명암비(contrast ratio)를 유지시키기 위해 양의 피드백 신호를 통하여 증가될 수 있다. 주변광 레벨이 낮은 다른 상황에서, 충분한 명암비가 더 낮은 밝기를 가지고도 유지될 수 있으므로, 상기 디스플레이 밝기는 음의 피드백 신호에 의해 감소될 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 조명 패널(40)의 상기 발광 다이오드 스트링들(23) 중 하나 또는 그 이상(또는 모두)에 대하여 전류 펄스들의 펄스폭들을 조정함으로써, 상기 조명 패널(40)의 밝기는 조정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 펄스폭들은 감지된 디스플레이 밝기 및 감지된 주변 밝기 차이의 차이를 기초로 조정될 수 있다. 다른 실시예들에서, 상기 펄스폭들은 감지된 디스플레이 밝기(상기 광 신호 값) 대 감지된 주변 밝기(다크 신호 값)의 비를 기초로 조정될 수 있다.
따라서, 일부 실시예들에서, 상기 조명 패널(40), 상기 광 센서(240b), 상기 색 관리부(260) 및 상기 컨트롤러(230)로 형성되는 피드백 루프는 주변 조명에 관계없이 상기 조명 패널(40)의 평균 광도(luminosity)을 유지하려는 경향이 있을 수 있다. 다른 실시예들에서, 상기 피드백 루프는 상기 조명 패널(40)의 평균 광도 및 주변 조명의 레벨 사이의 바람직한 관계를 유지하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 피드백 루프는 디지털 증분(incremental) 로직을 사용할 수 있다. 상기 피드백 루프는 디지털 증분 로직은 듀티 사이클 값과 같은 값들의 리스트를 포함하는 룩업 테이블의 인덱스들을 참조할 수 있다.
조명 패널에서 같은 색의 발광 다이오드 스트링들은 동일한 펄스폭으로 구동되지 않아도 된다. 예를 들어, 백라이트 패널(40)은 복수의 적색 발광 다이오드 스트링들(23)을 포함할 수 있고, 각각의 적색 발광 다이오드 스트링(23)은 서로 다른 펄스폭으로 구동될 수 있으므로, 서로 다른 평균 전류 레벨이 생긴다. 따라서, 본 발명의 일부 실시예들은 LCD 백라이트와 같은 조명 패널에 대한 폐루프 디지털 제어 시스템을 공급하는데, 상기 조명 패널은 제1 및 제2 발광 다이오드 스트링들(23) 및 제3 및 제4 발광 다이오드 스트링들(23)을 포함하고, 상기 제1 및 제2 발광 다이오드 스트링들(23)은 에너지가 공급될 때 제1 주 파장을 가지는 협대역 광학 방사(optical radiation)를 방출하는 복수의 발광 다이오드 칩들(16)을 포함하고, 상기 제3 및 제4 발광 다이오드 스트링들(23)은 상기 제1 주 파장과 다른 제2 주 파장을 가지는 협대역 광학 방사를 방출하는 복수의 발광 다이오드 칩들(16)을 포함한다.
일부 실시예들에서, 상기 제1 및 제2 발광 다이오드 스트링들(23)은 실질적으로 동일한 온-상태 전류에서 구동되지만, 서로 다른 평균 전류 레벨이 유지된다. 마찬가지로, 상기 제3 및 제4 발광 다이오드 스트링들도 실질적으로 동일한 온-상태 전류에서 구동되지만, 서로 다른 평균 전류 레벨들이 유지된다.
상기 제1 및 제2 발광 다이오드 스트링들(23)의 온-상태 전류는 상기 제3 및 제4 발광 다이오드 스트링들의 온-상태 전류와 다를 수 있다. 예를 들어, 적색 발광 다이오드 스트링들(23)을 구동하는데 사용되는 온-상태 전류는 녹색 내지 청색 발광 다이오드 스트링들을 구동하는데 사용되는 온-상태 전류와 다를 수 있다. 스트링(23)의 평균 전류는 상기 스트링(23)을 통하는 전류의 펄스폭에 비례한다. 상기 제1 및 제2 발광 다이오드 스트링들(23) 사이의 평균 전류의 비는 상대적으로 일정하게 유지될 수 있고, 또한 상기 제3 및 제4 발광 다이오드 스트링들(23) 사이의 평균 전류의 비는 상대적으로 일정하게 유지될 수 있다. 더 나아가, 상기 제3 및 제4 발광 다이오 스트링들(23)의 평균 전류에 대비된 상기 제1 및 제2 발광 다이오드 스트링들(23) 사이의 평균 전류의 비는, 바람직한 디스플레이 백색 포인트를 유지시키기 위하여 상기 폐루프 제어의 일부 동작으로서 변경되도록 허용될 수 있다.
일부 실시예들에서, 소정의 발광 다이오드 스트링(23)에 제공되는 온-상태 전류 레벨은 상기 컨트롤러(230)로부터의 명령(command)들에 응답하여 상기 전류 공급 회로(340)에 의해 조정될 수 있다. 이 경우에, 특정 발광 다이오드 스트링은 특정 발광 다이오드 스트링(23)의 주 파장을 조정할 수 있도록 선택된 온-상태 전류 레벨에서 구동될 수 있다. 예를 들어, 주 파장에 있어서 칩에 따른 변화로 인해, 특정 발광 다이오드 스트링(23)이, 조명 패널(40) 내의 동일한 색의 다른 발광 다이오드 스트링들(23)의 평균 주 파장보다 높은 평균 주 파장을 가질 수 있다. 이 경우에, 다소 높은 온-상태 전류에서 상기 높은 파장의 발광 다이오드 스트링을 구동하는 것이 가능할 수 있는데, 이것은 상기 발광 다이오드 스트링(23)의 상기 주 파장이 낮아져서 더 짧은 파장의 발광 다이오드 스트링들(23)의 주 파장과 좀더 잘 일치시킬 수 있다.
일부 실시예들에서, 각각의 발광 다이오드 스트링(23)의 초기 온-상태 구동 전류들은 조정 프로세스에 의해 조정되는데, 이 조정 프로세스 내에서 각각의 발광 다이오드 스트링이 개별적으로 에너지를 공급받고 각각의 스트링으로부터 광 출력이 검출된다. 각각의 스트링의 주 파장은 측정될 수 있고, 필요한 경우 상기 주 파장을 조정하기 위해 적절한 구동 전류가 각각의 발광 다이오드 스트링에 대하여 계산될 수 있다. 예를 들어, 특정 색의 발광 다이오드 스트링들(23) 각각의 주 파장들이 측정될 수 있고, 특정 색에 대한 상기 주 파장들의 변화량이 계산될 수 있다. 상기 색에 대한 상기 주 파장들의 변화량이 소정의 문턱 값(threshold)보다 큰 경우, 또는 특정 발광 다이오드 스트링(23)의 주 파장이 상기 발광 다이오드 스트링들(23)의 평균 주 파장보다 소정의 값의 표준 편차들(standard deviations)만큼 높거나 낮은 경우, 주 파장들의 변화를 감소시키기 위해 상기 발광 다이오드 스트링들(23) 중 하나 또는 그 이상의 발광 다이오드 스트링들의 온-상태 구동 전류가 조정될 수 있다. 스트링에 따른 주 파장에서 차이를 바로잡고 대처하기 위하여 기타 방법들/알고리즘들이 사용될 수 있다.
도 10을 참조하면, 외부의 조정 시스템(400)은, 상기 조명 시스템(200)을 조절하기 위하여 상기 조정 시스템(400)이 상기 조명 시스템(200)의 특정 동작들을 제어할 수 있도록, 조명 시스템(200)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 조정 시스템(400)은 상기 조명 시스템(200)의 광 출력을 측정하기 위하여, 상기 조명 시스템(200)이 소정의 듀티 사이클 내 소정의 시간 동안 하나 또는 그 이상의 발광 다이오드 스트링들(23)을 선택적으로 발광하게 할 수 있다.
도 11을 참조하면, 조정 시스템(400)은 조정 컨트롤러(410)를 포함할 수 있는데, 상기 조정 컨트롤러(410)는 상기 조명 시스템(200)에 연결되고, 상기 조명 시스템(200)뿐만 아니라 상기 조정 시스템(400)의 다른 요소들의 특정 동작들을 제어하도록 구성된다. 상기 조정 시스템(400)은 XZ 포지셔너(positioner, 430)가 실장된 스탠드(420), 및 상기 XZ 포지셔너에 실장된 측색계(colorimeter, 440)를 더 포함한다. 상기 XZ 포지셔너(430)는 상기 측색계(440)가 조정되고 있는 조명 패널에 대하여 소정의 위치에 위치하도록, 상기 측색계(440)를 이차원적으로(예를 들어, 수평으로 그리고 수직으로) 움직이도록 구성될 수 있다. 상기 XZ 포지셔닝 시 스템(430)은 Techno 사에 의해 제조된 선형 포지셔닝 시스템을 포함할 수 있다. 상기 측색계(440)는 Photo Research 사에 의해 제조된 PR-650 SpectraScanㄾ 측색계를 포함할 수 있다.
도 12를 참조하면, 상기 측색계(440) 및 XZ 포지셔닝 시스템(430)은 암실 외장(darkened enclosure, 450) 내에 위치할 수 있는데, 상기 암실 외장(450)은 외부의 빛이 상기 외장(450)에 들어오는 것을 줄이거나 방지하기 위해 수직의 검정 천 조각들에 의해 덮어질 수 있는 입구(455)를 가진다. 컨베이어(460)은 상기 입구(455)를 통하여 상기 외장(450)의 외부로부터 상기 외장(450)의 내부까지 연장된다. 조명 시스템(200)의 조명 패널(210)은 상기 컨베이어(460)에 의해 팔레트(pallet, 470) 상의 상기 외장(450)으로 옮겨지는데, 여기서 상기 측색계(440)가 상기 조정 컨트롤러(410)로부터의 명령들에 응답하여 상기 조명 패널(210)에 의해 광출력을 측정할 수 있다.
도 13, 14, 15a 및 15b는 M개의 세그먼트들을, 예를 들어, 여러 바(bar)들(30)을 가지는 조명 패널(40)을 조정하는 것과 연관된, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 추가적인 동작들을 나타내는 흐름도들인데, 상기 세그먼트들의 각각은 타일들(10)의 그룹을 포함한다. 상기 조명 패널(40)은 N개의 서로 다른 위치들로부터 상기 바들(30)에 의한 광출력을 측정함으로써 조정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 바들(30)의 수는 9(즉, M=9)일 수 있고, 및/또는 측정 위치들(N)의 수는 3일 수 있다.
도 13을 참조하면, 조명 패널(40)의 조정은 각각의 바(30)에 대한 최대 색 휘도 변화량을 제1 문턱 변화량 이하로 줄이기 위해 상기 바들(30) 상의 상기 발광 다이오드 스트링들(23)의 듀티 사이클을 조정하는 단계(블록 1310) 및 상기 조명 패널의 중심에 대한 최대 휘도 변화량을 제2 문턱 값 이하로 줄이기 위해 상기 발광 다이오드 스트링들(23)의 듀티 사이클을 조정하는 단계(블록 1320)를 포함한다.
각각의 바에 대한 최대 색 휘도 변화량을 줄이기 위해 상기 바들(30)의 듀티 사이클들을 조정하는 단계가 도 14에 도시된다. 도시된 바와 같이, 모든 바들의 휘도는 각각의 색에 대하여 최대 듀티 사이클에서 측정된다(블록(1410)). 즉, 각각의 바(30)의 적색 발광 다이오드들은 100 %의 듀티 사이클에서 순차적으로 에너지를 공급받고, N 번의 측정들이 각각의 바에 대하여 이루어진다. 그 다음, 이 프로세스는 청색 및 녹색 발광 다이오드들에 대하여 반복된다. 상기 측정들은 각각의 색(R, G, B) 및 각각의 측정 위치(n 0 [1 .. N])에 대하여 각각의 바(m 0 [1 .. M])의 전체 휘도(Y)의 측정을 포함할 수 있다. CIE 색도 (x, y)도 또한 각각의 바/색/위치에 대하여 측정될 수 있다. 측정들은 예를 들어, Photo Research 사에 의해 제조된 PR-650 SpectraScanㄾ 측색계를 이용하여 얻을 수 있는데, 이것은 휘도, CIE 색도(1931 xy 및 1976 u'v') 및/또는 상관 색온도의 직접 측정들을 하는데 사용될 수 있다.
그 다음, 명목(nominal) 휘도비(luminance ratio)들이 각각의 색에 대하여 계산된다(블록 1420). 명목 휘도비를 계산하기 위하여, 각각의 색에 대하여 전체 휘도 값들(YR,total, YG,total, YB,total)이 아래와 같이 계산된다.
Figure 112008042488963-PCT00001
그 다음, 명목 RGB 휘도비들은 각각의 색에 대하여 색의 전체 휘도 대 전체 색들의 전체 휘도의 비로서 아래와 같이 계산될 수 있다.
Figure 112008042488963-PCT00002
그 다음, 각각의 바에 대하여, 휘도비들은 각각의 색에 대하여 아래와 같이 계산된다(블록(1430)). 먼저, 전체 휘도가 각각의 바에 대하여 아래와 같이 계산된다.
Figure 112008042488963-PCT00003
그 다음, 각각의 바에 대하여, 각각의 색에 대한 휘도비는 바에 의해 방출되는 색의 전체 휘도 대 상기 바에 의해 방출되는 모든 색들의 전체 휘도의 비로서 아래와 같이 계산된다.
Figure 112008042488963-PCT00004
그 다음, 각각의 색 및 각각의 바에 대하여 상기 명목 휘도비로부터 변화량을 계산함으로써, 각각의 바에 대한 상기 명목 휘도비로부터의(from) 최대 변화량은 아래와 같이 얻어질 수 있다(블록(1440)).
Figure 112008042488963-PCT00005
그 다음, 상기 명목 휘도 비로부터의 최대 변화량은 각각의 바에 대하여 아래와 같이 얻어질 수 있다.
Figure 112008042488963-PCT00006
블록(1450)에서 어떤 바(bar)에 대하여 명목 휘도비로부터의 최대 변화량이 제1 문턱(THRESH1) 값보다 큰 것으로 판단되면, 그 다음, 상기 명목 휘도비로부터의 상기 최대 변화량을 줄이기 위하여 상기 바의 색들에 대한 듀티 사이클들은 상기 제1 문턱 값(THRESH1) 이하로 조정된다(블록(1460)). 상기 제1 문턱 값(THRESH1)은 1 %보다 작을 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 문턱 값(THRESH1)은 일부 실시예들에서 0.4 %일 수 있다.
바의 색들에 대한 듀티 사이클들은 먼저 상기 색을 최저 상대(relative) 휘 도와 같이 선택함으로써 아래와 같이 조정된다.
Figure 112008042488963-PCT00007
여기서, K=R, G 또는 B이며, 색 K는 최저 상대 휘도를 갖는다. 그 다음, 각각의 색에 대한 듀티 사이클 계수는 색 균일성(uniformity)을 제공하기 위하여 각각의 바에 대하여 아래와 같이 계산된다.
Figure 112008042488963-PCT00008
여기서, K=R, G 또는 B; 색 K는 최저 상대 휘도를 갖는다.
그 다음, 각각의 색에 대한 듀티 사이클들(DC)은 색 조화(balance)를 위하여 아래와 같이 조정된다.
Figure 112008042488963-PCT00009
도 15a를 참조하면, 조정 프로세스는 디스플레이의 중심 포인트들에 대한 휘도 변화량을 결정함으로써 계속된다(블록(1470)). 먼저, 각각의 바/색/측정 포인트에 대한 색 조화(듀티 사이클 조정) 이후의 휘도는 아래와 같이 계산된다.
Figure 112008042488963-PCT00010
그 다음, RGB 혼합(mixed) 휘도는 각각의 위치에 대하여 아래와 같이 계산된다.
Figure 112008042488963-PCT00011
이것은 M개의 바들(m 0 [1 .. M]) 및 N개의 측정 위치들(n 0 [1 .. N]) 각각에 대한 것이다.
M=9 및 N=3이라고 가정하면, 중심 휘도 평균은 아래와 같이 계산될 수 있다.
Figure 112008042488963-PCT00012
그 다음, 상기 중심 휘도 평균에 대한 휘도 변화량은 각각의 바/측정 포지션에 대하여 아래와 같이 계산될 수 있다.
Figure 112008042488963-PCT00013
그 다음, 상기 중심 휘도에 대한 최대 변화량은 블록 1480에서 제2 문턱 값(THRESH2)과 비교되는데, 상기 제2 문턱 값(THRESH2)은 예를 들어, 10 %일 수 있다. 상기 중심 휘도에 대한 최대 변화량이 상기 제2 문턱 값(THRESH2)을 초과하는 경우, 그러면, 상기 듀티 사이클들은 상기 중심 휘도에 대한 최대 변화량을 줄이기 위해 다시 조정된다(블록(1490)). 먼저, 균일성 계수는 각각의 바에 대하여 아래와 같이 계산된다.
Figure 112008042488963-PCT00014
그 다음, 새로운 듀티 사이클이 아래와 같이 계산된다.
Figure 112008042488963-PCT00015
그 다음, 모든 바들/컬러들의 최대 듀티 사이클은 아래와 같이 결정된다.
Figure 112008042488963-PCT00016
여기서, K=R, G 또는 B이고, m 0 [1 .. M]이다.
그 다음, 듀티 사이클들은 최대 듀티 사이클이 100%이도록 아래와 같이 재-정규화(re-normalized)된다.
Figure 112008042488963-PCT00017
도 15b에 도시된 본 발명의 일부 실시예들에서, 상기 중심 휘도에 대한 상기 휘도 변화량을 조정하는 단계에서, 각각의 색에 대한 최대 듀티 사이클이 결정되고, 바들/색들의 듀티 사이클들이 각각의 색에 대한 최대 듀티 사이클로 정규화된다. 즉, 적색 스트링들의 듀티 사이클들은 적색 스트링들의 최대 듀티 사이클로 정규화되고, 청색 스트링들의 듀티 사이클들은 청색 스트링들의 최대 듀티 사이클로 정규화되는 식이다.
도 15b를 참조하면, 디스플레이의 중심 포인트들에 대한 휘도 변화량이 결정된다(블록 1470b). 먼저, 각각의 바/색/측정 포인트에 대한 색조화(듀티 사이클 조정) 후에 휘도가 아래와 같이 계산된다.
Figure 112008042488963-PCT00018
그 다음, RGB 혼합 휘도는 각각의 위치에 대하여 아래와 같이 계산된다.
Figure 112008042488963-PCT00019
이것은 M개의 바들(m 0 [1 .. M]) 및 N개의 측정 포인트들(n 0 [1 .. N]) 각각에 대한 것이다.
M=9 및 N=3이라고 가정하면, 중심 휘도 평균은 아래와 같이 계산될 수 있다.
Figure 112008042488963-PCT00020
그 다음, 상기 중심 휘도 평균에 대한 휘도 변화량은 각각의 바/측정 포인트에 대하여 아래와 같이 계산될 수 있다.
Figure 112008042488963-PCT00021
그 다음, 상기 중심 휘도에 대한 상기 최대 변화량은 블록 1480b에서 제2 문턱 값(THRESH2)과 비교되는데, 예를 들어, 상기 제2 문턱 값(THRESH2)은 10 %일 수 있다. 상기 중심 휘도에 대한 상기 최대 변화량인 상기 제2 문턱 값(THRESH2)를 초과하는 경우, 그러면, 상기 듀티 사이클들은 상기 중심 휘도에 대한 상기 최대 변화량을 줄이기 위해 다시 조정된다(블록 1490b). 먼저 균일성 계수가 각각의 바에 대하여 아래와 같이 계산된다.
Figure 112008042488963-PCT00022
그 다음, 새로운 듀티 사이클이 아래와 같이 계산된다.
Figure 112008042488963-PCT00023
그 다음, 각각의 색에 대한 모든 바들의 최대 듀티 사이클들은 아래와 같이 결정된다.
Figure 112008042488963-PCT00024
여기서, m 0 [1 .. M]이다.
그 다음, 상기 듀티 사이클들은 최대 듀티 사이클이 100% 일 수 있도록 아래와 같이 재-정규화될 수 있다.
Figure 112008042488963-PCT00025
이상에서 설명한 본 발명이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

Claims (87)

  1. 적어도 고상 조명 소자들(solid state lighting devices)의 제1 스트링(string) 및 고상 조명 소자들의 제2 스트링을 포함하며, 상기 고상 조명 소자들의 상기 제1 스트링은 제1 주 파장(dominant wavelength)에서 발광하고, 상기 고상 조명 소자들의 상기 제2 스트링은 상기 제1 주 파장과 다른 제2 주 파장에서 발광하는 조명 패널;
    제어 신호를 수신하여 온-상태(on-state) 구동 전류를 상기 제1 스트링에 공급하는 전류 공급 회로;
    상기 제1 스트링 내의 적어도 하나의 고상 조명 소자로부터 광을 수신하도록 배치된 광 센서; 및
    상기 광 센서로부터 출력 신호를 수신하고, 상기 광 센서의 상기 출력 신호에 응답하여 상기 제어 신호를 조정하여 상기 전류 공급 회로에 의해 상기 제1 스트링으로 공급되는 평균 전류를 조절함으로써, 상기 제1 스트링 및 상기 제2 스트링에 의해 방출되는 결합광(combined light)의 색 포인트(color point)를 변경시키는 제어 시스템을 포함하고,
    상기 광 센서, 상기 제어 시스템 및 상기 전류 공급 회로는 상기 조명 패널에 대한 피드백 루프를 형성하는 조명 패널 조정 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전류 공급 회로는 폐루프 가변 승압 컨버터 전류원을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 패널 조정 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어 시스템은 전류가 상기 고상 조명 소자들의 상기 제1 스트링 또는 상기 고상 조명 소자들의 상기 제2 스트링에 공급되지 않을 때 상기 광 센서의 상기 출력을 샘플링하여, 주변광(ambient light) 값을 얻는 것을 특징으로 하는 조명 패널 조정 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어 시스템은 상기 주변광 값이 증가함에 따라 상기 제1 스트링으로 공급되는 평균 전류를 증가시키는 것을 특징으로 하는 조명 패널 조정 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어 시스템은 디스플레이 밝기 값을 얻기 위하여, 전류가 상기 제1 스트링 및 상기 제2 스트링 중 적어도 하나에 공급되는 시간 구간 동안, 상기 광 센서를 샘플링하는 것을 특징으로 하는 조명 패널 조정 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어 시스템은 상기 디스플레이 밝기 값이 증가함에 따라 상기 제1 스 트링으로 공급되는 상기 평균 전류를 감소시키는 것을 특징으로 하는 조명 패널 조정 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제어 시스템은 상기 고상 조명 소자들의 상기 제1 스트링 또는 상기 고상 조명 소자들의 상기 제2 스트링으로 전류가 공급되지 않을 때 상기 광 센서의 상기 출력을 샘플링하여, 주변광 값을 얻는 것을 더 특징으로 하는 조명 패널 조정 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어 시스템은 상기 주변광 값과 상기 디스플레이 밝기 값을 기초로 상기 제1 발광 다이오드 스트링으로 공급되는 상기 평균 전류를 조절하는 것을 특징으로 하는 조명 패널 조정 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어 시스템은 상기 주변광 값 및 상기 디스플레이 밝기 값 사이의 차이를 기초로 상기 제1 발광 다이오드 스트링에 공급되는 상기 평균 전류를 조절하는 것을 특징으로 하는 조명 패널 조정 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제어 시스템은 상기 주변광 값 및 상기 디스플레이 밝기 값의 비(ratio)를 기초로 상기 제1 발광 다이오드 스트링에 공급되는 상기 평균 전류를 조정하는 것을 특징으로 하는 조명 패널 조정 시스템.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제어 시스템은 주변/배경 조명에 관계없이 상기 제1 스트링의 평균 광도(luminosity)을 유지시키는 것을 특징으로 하는 조명 패널 조정 시스템.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제어 시스템은 상기 주변광 값에 대한 양의 피드백 신호 및 상기 디스플레이 밝기 값에 대한 음의 피드백 신호를 제공함으로써, 주변/배경 조명과 상기 제1 스트링의 평균 광도 사이의 관계를 유지시키는 것을 특징으로 하는 조명 패널 조정 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제어 시스템은 상기 제어 신호의 펄스 주파수(frequency)를 변경함으로써, 상기 제1 스트링으로 공급되는 평균 전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 조명 패널 조정 시스템.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 전류 공급 회로는 상기 제1 스트링에 공급되는 상기 평균 전류가 변할 때에도, 상기 제1 스트링에 공급되는 상기 온-상태 전류를 실질적으로 일정한 값으로 유지시키는 것을 특징으로 하는 조명 패널 조정 시스템.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제어 시스템은 상기 광 센서에 연결되고 상기 광 센서의 상기 출력 신호를 샘플링하고 처리하며, 상기 제어 시스템에 상기 처리된 출력 신호를 제공하는 색 관리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 패널 조정 시스템.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 조명 패널에 관련된 온도를 감지하는 온도 센서를 더 포함하고,
    상기 제어 시스템은 상기 감지된 온도의 변화에 응답하여 상기 제1 스트링으로 공급되는 평균 전류를 조절하는 것을 특징으로 하는 조명 패널 조정 시스템.
  17. 제1항에 있어서,
    제2 제어 신호를 수신하면 상기 제2 스트링으로 온-상태 구동 전류를 공급하는 전류 공급 회로를 더 포함하고,
    상기 제어 시스템은 상기 광 센서의 상기 출력 신호에 응답하여 상기 제2 제어 신호를 조정하는 것을 더 특징으로 하는 조명 패널 조정 시스템.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 제어 신호는 제1 펄스폭 변조(pulse width modulation, PWM) 신호를 포함하고,
    상기 제어 시스템은 상기 펄스폭 변조 신호의 듀티 사이클(duty cycle)을 변경함으로써, 상기 제1 스트링으로 공급되는 평균 전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 조명 패널 조정 시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 전류 공급 회로는 제1 전류 공급 회로를 포함하고, 상기 제어 신호는 제1 제어 신호를 포함하며,
    상기 시스템은, 제2 제어 신호에 응답하여 상기 제2 스트링에 온-상태 구동 전류를 공급하는 제2 전류 공급 회로를 더 포함하고,
    상기 제어 시스템은 상기 광 센서의 상기 출력 신호에 응답하여 상기 제1 제어 신호 및 상기 제2 제어 신호 중 적어도 하나를 조정함으로써, 상기 제1 전류 공급 회로에 의해 상기 제1 스트링으로 공급되는 평균 전류를 조정 및/또는 상기 제2 전류 공급 회로에 의해 상기 제2 스트링으로 공급되는 평균 전류를 조정하고,
    상기 제2 제어 신호는 펄스폭 변조 신호를 포함하고, 상기 제어 시스템은 상기 제1 및 제2 제어 신호의 듀티 사이클을 변경함으로써 상기 제1 및/또는 제2 스트링으로 공급되는 평균 전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 조명 패널 조정 시스템.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 제어 신호의 펄스의 리딩 에지(leading edge)는 상기 제2 제어 신호의 펄스의 리딩 에지와 다른 시각에 발생하는 것을 특징으로 하는 조명 패널 조정 시스템.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제1 제어 신호의 상기 펄스의 상기 리딩 에지는 상기 제2 제어 신호의 상기 펄스의 상기 리딩 에지로부터 고정 지연(delay)만큼 지연되는 것을 특징으로 하는 조명 패널 조정 시스템.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 제1 제어 신호의 상기 펄스의 상기 리딩 에지는 상기 제2 제어 신호의 상기 펄스의 상기 리딩 에지로부터 가변 지연만큼 지연되는 것을 특징으로 하는 조명 패널 조정 시스템.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 가변 지연은 무작위(random), 무질서(chaotic)하거나 스윕(sweep) 함수, 테이블 또는 다른 기술에 의해 결정되는 지연 간격들, 및 상기 제1 제어 신호 및 상기 제2 제어 신호 중 적어도 하나의 펄스폭에 종속적인 지연 간격들 중 적어 도 하나의 범위 내에서 변경되는 것을 특징으로 하는 조명 패널 조정 시스템.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 지연 간격은 상기 제1 제어 신호 및 상기 제2 제어 신호 중 적어도 하나의 상기 펄스폭에 종속하는 것을 특징으로 하는 조명 패널 조정 시스템.
  25. 제20항에 있어서,
    상기 조명 패널의 외부의 전력 인자(factor)는 상기 제1 및 제2 제어 신호들의 상기 펄스들의 상기 리딩 에지들이 실질적으로 동시에 발생될 경우에 비하여 더 균형을 이루는(balanced) 것을 특징으로 하는 조명 패널 조정 시스템.
  26. 제19항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 스트링들의 결합된 EMI/RFI 방출은 상기 제1 및 제2 제어 신호들의 상기 펄스들의 상기 리딩 에지들이 실질적으로 동시에 발생될 경우에 비하여 하나 또는 그 이상의 주파수들에서 더 작은 진폭을 가지는 것을 특징으로 하는 조명 패널 조정 시스템.
  27. 에너지를 공급받으면 제1 주 파장을 가지는 협대역 광 방사를 방출하는 제1 및 제2 펄스형(pulsed) 발광 다이오드 광원들 및 에너지를 공급받으면 상기 제1 주 파장과 다른 제2 주 파장을 가지는 협대역 광 방사를 방출하는 제3 및 제4 펄스형 발광 다이오드 광원들을 포함하는 조명 패널;
    상기 제1 및 제2 주 파장들에 응답하고, 상기 제1 및 제2 주 파장들에서 감지된 조명 레벨들에 관련된 실질적으로 독립된 출력들을 제공하는 광 센서;
    제어 신호들에 응답하여 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 펄스형 발광 다이오드 광원들에 전류를 각각 공급하는 제1, 제2, 제3 및 제4 전류원들; 및
    상기 조명 패널 및 상기 광 센서에 연결되며, 상기 광 센서 출력을 샘플링하고 상기 광 센서 출력 샘플들에 응답하여, 상기 광 센서로부터 상기 조명 패널까지 피드백 루프를 제공하여 적어도 상기 제1 및 제2 펄스형 발광 다이오드 광원들에 공급되는 평균 전류를 조절하도록 상기 제1 및 제2 전류원들에 상기 제어 신호들을 공급하는 제어 시스템을 포함하는 조명 패널 시스템.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 제어 시스템은 서로 다른 평균 전류 레벨들에서 상기 제1 및 제2 펄스형 발광 다이오드 광원들을 유지시키고, 서로 다른 평균 전류 레벨들에서 상기 제3 및 제4 펄스형 발광 다이오드 광원들을 유지시키며,
    상기 전류원들은 상기 제1 및 제2 펄스형 발광 다이오드 광원들에 제1 온-상태 전류 레벨을 제공하고, 상기 제3 및 제4 펄스형 발광 다이오드 광원들에 상기 제1 온-상태 전류 레벨과 다른 제2 온-상태 전류 레벨을 제공하며,
    상기 제어 시스템은, 상기 제1 및 제2 펄스형 발광 다이오드 광원들의 상기 온-상태 전류를 감지 가능한 수준으로 변화시키지 않으면서 상기 제1 및 제2 펄스 형 발광 다이오드 광원들로의 평균 전류 레벨을 변화시키는 동안, 상기 제1 및 제2 펄스형 발광 다이오드 광원들 사이의 상기 평균 전류 레벨들의 비를 상대적으로 일정하게 유지시키는 것을 특징으로 하는 조명 패널 시스템.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 제어 시스템은 상기 제3 및 제4 펄스형 발광 다이오드 광원들의 상기 온-상태 전류를 감지 가능한 수준으로 변화시키지 않으면서 상기 제3 및 제4 펄스형 발광 다이오드 광원들로의 평균 전류 레벨을 변화시키는 동안, 상기 제3 및 제4 펄스형 발광 다이오드 광원들 사이의 상기 평균 전류 레벨들의 비를 상대적으로 일정하게 유지시키는 것을 특징으로 하는 조명 패널 시스템.
  30. 제28항에 있어서,
    상기 제어 시스템은 상기 조명 패널의 백색 포인트(white point)를 유지시키기 위하여 상기 제1 및 제2 펄스형 발광 다이오드 광원들의 평균 전류 레벨들을 변경하는 것을 특징으로 하는 조명 패널 시스템.
  31. 17인치 보다 큰 대각선 크기의 가시 면적을 가지는 LCD 디스플레이용 LCD 백라이트(backlight)에 있어서,
    상기 LCD 디스플레이의 디스플레이 표면에 대해 실질적으로 평행하는 이차원 표면에 배치되는 적색, 녹색 및 청색 발광 다이오드들로 구성된 복수의 스트링들을 포함하고,
    상기 이차원 표면은 상기 LCD 디스플레이의 상기 가시 면적의 약 30% 보다 더 큰 면적을 가지고,
    상기 발광 다이오드들에 의해 소비되는 평균 전력은 상기 이차원 표면에 걸쳐 제곱 인치(square inch) 당 약 0.3 와트(Watts) 이하이고,
    최대 밝기 조절 시, 상기 LCD 백라이트의 평균 휘도는, 4000 K와 8000 K 사이의 상관 색온도를 가지는 백색 포인트로 설정될 경우에 22 도씨(degrees C)의 주변 온도에서 200 니트(Nit)보다 큰 것을 특징으로 하는 LCD 백라이트.
  32. 제31항에 있어서,
    최대 밝기 조절 시, 상기 LCD 백라이트의 평균 휘도는, 4000 K와 8000 K 사이의 상관 색온도를 가지는 백색 포인트로 설정될 경우에 22 도씨의 주변 온도에서 250 니트보다 큰 것을 특징으로 하는 LCD 백라이트.
  33. 제31항에 있어서,
    소정의 색에 대하여, 상기 LCD 디스플레이의 가장자리(edge)에 가장 근접한 발광 다이오드들에 의해 소정의 접합(junction) 온도에서 소비되는 단위 전력 당 생성되는 평균 광속(luminous flux)은 상기 LCD 백라이트 내의 상기 색을 갖는 모든 발광 다이오드들에 의해 소정의 접합 온도에서 소비되는 단위 전력 당 평균 광속보다 큰 것을 특징으로 하는 LCD 백라이트.
  34. 제31항에 있어서,
    소정의 색에 대하여, 상기 디스플레이의 상기 가장자리에 가장 근접한 발광 다이오드들에 의해 소비되는 평균 전력은 상기 LCD 백라이트에서 그 색의 모든 발광 다이오드들에 의해 소비되는 평균 전력보다 큰 것을 특징으로 하는 LCD 백라이트.
  35. 제31항에 있어서,
    소정의 색에 대하여, 상기 디스플레이의 바닥(bottom)에 가장 근접한 발광 다이오드들에 의해 소비되는 평균 전력은 상기 LCD 백라이트 내의 상기 색을 갖는 모든 발광 다이오드들에 의해 소비되는 평균 전력보다 큰 것을 특징으로 하는 LCD 백라이트.
  36. 제31항에 있어서,
    소정의 색에 대하여, 상기 디스플레이의 바닥에 가장 근접한 발광 다이오드들에 대해 소정의 접합 온도에서 소비되는 단위 전력 당 생성되는 평균 광속은 상기 LCD 백라이트 내의 그 색의 모든 발광 다이오드들에 대해 소정의 접합 온도에서 소비되는 단위 전력 당 생성되는 평균 광속보다 작은 것을 특징으로 하는 LCD 백라이트.
  37. 복수의 타일들을 포함하며, 상기 복수의 타일들 각각은 기판 상의 RGB 클러스터들(clusters) 형태로 배치된 복수의 적색, 녹색 및 청색 발광 다이오드 칩들을 가지고, 상기 조명 패널의 상기 발광 다이오드 칩들은 복수의 적색, 녹색 및 청색 발광 다이오드 스트링들 형태로 전기적으로 연결되는 조명 패널;
    각각 대응되는 제어 신호에 응답하여 서로 다른 발광 다이오드 스트링에 에너지를 공급하는 복수의 정전류원들(constant current sources)을 포함하고,
    최대 밝기 조절 시, 상기 조명 패널의 평균 휘도는, 4000 K와 8000 K 사이의 상관 색온도를 가지는 백색 포인트로 설정될 경우에 22 도씨 주변 온도에서 220 니트보다 큰 것을 특징으로 하는 LCD 백라이트 시스템.
  38. 제37항에 있어서,
    상기 정전류원들은 제2 제어 신호들에 응답하여 서로 다른 온-상태 전류 레벨들에서 동일한 색의 서로 다른 발광 다이오드 스트링들에 에너지를 공급하는 것을 특징으로 하는 LCD 백라이트 시스템.
  39. 제1 및 제2 주 파장들을 가지는 광들을 각각 방출하는 고상 조명 소자들의 제1 및 제2 스트링들을 포함하는 조명 패널의 동작 방법으로서,
    소정의 펄스 반복율로 제1 펄스폭을 가지는 제1 펄스 구동 전류를 상기 제1 스트링에 공급하는 단계;
    상기 펄스 반복율로 제2 펄스폭을 가지는 제2 펄스 구동 전류를 상기 제2 스 트링에 공급하는 단계;
    상기 조명 패널로부터 광출력을 감지하는 단계; 및
    상기 감지된 광출력에 응답하여 상기 제1 펄스폭을 조정하는 단계를 포함하는 조명 패널의 동작 방법.
  40. 제39항에 있어서,
    상기 조명 패널로부터 상기 광출력을 감지하는 단계는, 전류가 상기 제1 스트링 또는 상기 제2 스트링에 공급되지 않을 때 광 센서의 출력을 샘플링하여 주변광 값을 얻는 것을 특징으로 하는 조명 패널의 동작 방법.
  41. 제40항에 있어서,
    상기 주변광 값이 증가함에 따라 상기 제1 스트링에 공급되는 평균 전류를 증가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 패널의 동작 방법.
  42. 제39항에 있어서,
    상기 조명 패널로부터 상기 광출력을 감지하는 단계는 디스플레이 밝기 값을 얻기 위하여 전류가 상기 제1 스트링 및/또는 상기 제2 스트링에 공급되는 구간 동안에 상기 광 센서를 샘플링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 패널의 동작 방법.
  43. 제42항에 있어서,
    디스플레이 밝기 값이 증가함에 따라, 상기 제1 스트링에 공급되는 상기 평균 전류를 감소시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 패널의 동작 방법.
  44. 제42항에 있어서,
    전류가 상기 고상 조명 소자들의 상기 제1 스트링 또는 상기 고상 조명 소자들의 상기 제2 스트링에 공급되지 않을 때, 상기 광 센서의 상기 출력을 샘플링하여 주변광 값을 얻는 것을 특징으로 하는 조명 패널의 동작 방법.
  45. 제44항에 있어서,
    상기 주변광 값 및 상기 디스플레이 밝기 값을 기초로 상기 제1 발광 다이오드 스트링에 공급되는 상기 평균 전류를 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 패널의 동작 방법.
  46. 제45항에 있어서,
    상기 주변광 값과 상기 디스플레이 밝기 값 사이의 차이를 기초로 상기 제1 발광 다이오드 스트링에 공급되는 상기 평균 전류를 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 패널의 동작 방법.
  47. 제45항에 있어서,
    상기 주변광 값과 상기 디스플레이 밝기 값의 비를 기초로 상기 제1 발광 다이오드 스트링에 공급되는 상기 평균 전류를 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 패널의 동작 방법.
  48. 제45항에 있어서,
    주변/배경 조명에 관계없이 상기 제1 스트링의 평균 광도을 유지시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 패널의 동작 방법.
  49. 제45항에 있어서,
    상기 주변광 값에 대한 양의 피드백 신호 및 상기 디스플레이 밝기 값에 대한 음의 피드백 신호를 제공함으로써, 주변/배경 조명 및 상기 제1 스트링의 평균 광도 사이의 관계를 유지시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 패널의 동작 방법.
  50. 제39항에 있어서,
    상기 조명 패널로부터 광출력을 감지하는 단계 및 상기 감지된 광출력에 응답하여 상기 제1 펄스폭을 조정하는 단계는 피드백 루프를 포함하고,
    상기 조명 패널의 동작 방법은 상기 피드백 루프에서 비례 제어를 이용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 패널의 동작 방법.
  51. 제39항에 있어서,
    상기 제어 신호는 펄스폭 변조 신호를 포함하고,
    상기 조명 패널의 동작 방법은, 상기 펄스폭 변조 신호의 듀티 사이클을 변경함으로써, 상기 제1 스트링에 공급되는 평균 전류를 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 패널의 동작 방법.
  52. 제39항에 있어서,
    상기 제어 신호의 펄스 주파수를 변경함으로써, 상기 제1 스트링에 공급되는 평균 전류를 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 패널의 동작 방법.
  53. 제39항에 있어서,
    상기 제1 스트링에 공급되는 상기 온-상태 전류를 실질적으로 일정 값에서 유지시키는 단계 및 상기 제1 스트링에 공급되는 평균 전류를 실질적으로 일정하게 유지시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 패널의 동작 방법.
  54. 제39항에 있어서,
    상기 조명 패널에 관련된 온도를 감지하는 단계; 및
    상기 감지된 온도의 변화에 응답하여 상기 제1 스트링에 공급되는 평균 전류 를 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 패널의 동작 방법.
  55. 제39항에 있어서,
    제2 제어 신호를 수신하여 상기 제2 스트링에 온-상태 구동 전류를 공급하는 단계; 및
    상기 광 센서의 상기 출력 신호에 응답하여 상기 제2 제어 신호를 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 패널의 동작 방법.
  56. 복수의 바 어셈블리들(bar assemblies)을 포함하는 조명 패널;
    상기 복수의 바 어셈블리들 각각 내에 배치되고, 적어도 제1 주 파장에서 발광하는 고상 조명 소자들로 구성된 제1 스트링 및 상기 제1 주 파장과 다른 제2 주 파장에서 발광하는 고상 조명 소자들로 구성된 제2 스트링;
    복수의 제어 신호들 중 어느 하나에 각각 응답하여, 대응되는 스트링에 온-상태 구동 전류를 공급하는 복수의 전류 공급 회로들;
    대응되는 바 어셈블리 내의 상기 제1 및 제2 스트링들로부터 광을 수신하도록 배치된 복수의 광 센서들;
    상기 광 센서들로부터 출력 신호를 수신하고, 상기 광 센서들의 상기 출력 신호들에 응답하여 상기 제어 신호들을 조절함으로써 상기 전류 공급 회로들에 의해 상기 스트링들에 공급되는 평균 전류를 조절하는 제어 시스템을 포함하는 조명 패널 시스템.
  57. 제56항에 있어서,
    대응되는 바 어셈블리로부터 광을 수신하고, 상기 수신된 광을 대응되는 광 센서로 전달하는 복수의 광 가이드들(light guides)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 패널 시스템.
  58. 제57항에 있어서,
    상기 광 가이드들은 상기 바 어셈블리들을 관통하여 연장되고, 상기 광 센서들은 상부에 상기 고상 조명 소자들이 배치되는 상기 각각의 바 어셈블리들의 면들에 대해 대향하는 상기 각각의 바 어셈블리들의 다른 면들에 배치되는 것을 특징으로 하는 조명 패널 시스템.
  59. 복수의 바 어셈블리들을 포함하는 조명 패널;
    상기 복수의 바 어셈블리 각각 내에 배치되는, 제1 주 파장에서 발광하는 고상 조명 소자들로 구성된 적어도 하나의 제1 스트링 및 상기 제1 주 파장과 다른 제2 주 파장에서 발광하는 고상 조명 소자들로 구성된 적어도 하나의 제2 스트링;
    복수의 제어 신호들 중 각각의 하나를 수신하여 대응되는 스트링에 온-상태 구동 전류를 공급하는 복수의 전류 공급 회로들;
    상기 바 어셈블리들 각각으로부터 광을 수신하도록 배치된 광 센서; 및
    상기 광 센서로부터 출력 신호를 수신하고, 상기 광 센서들의 출력 신호에 응답하여 상기 제어 신호들을 조절함으로써 상기 전류 공급 회로들에 의해 상기 스트링들에 공급되는 평균 전류를 조절하는 제어 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 패널 시스템.
  60. 제59항에 있어서,
    대응되는 바 어셈블리로부터 광을 수신하고, 상기 수신된 광을 상기 광 센서로 전달하는 복수의 광 가이드들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 패널 시스템.
  61. 제60항에 있어서,
    광학 스위치를 더 포함하고,
    상기 복수의 광 가이드들은 상기 바 어셈블리들에 상대적인 각각의 위치들로부터 상기 광학 스위치까지 연장되고, 상기 광학 스위치는 상기 광 가이드들로부터 상기 광 센서까지의 광 출력을 제어 가능하게 스위칭하는 것을 특징으로 하는 조명 패널 시스템.
  62. 제60항에 있어서,
    광 결합기(combiner)를 더 포함하고,
    상기 복수의 광 가이드들은 상기 바 어셈블리들에 각각의 위치들로부터 상기 광 결합기까지 연장되고, 상기 광 결합기는 상기 광 가이드들로부터 광 출력을 결 합하고 상기 결합된 광을 상기 광 센서로 전달하는 것을 특징으로 하는 조명 패널 시스템.
  63. 인가되는 펄스폭 변조 제어 신호들에 응답하여 제1 색의 광 및 제2 색의 광을 각각 방출하는 복수의 세그먼트들을 포함하는 조명 패널의 조정 방법으로서,
    각각의 색에 대하여, 제1 듀티 사이클로 각각의 세그먼트의 휘도를 측정하는 단계;
    각각의 색에 대하여, 각 색의 전체 휘도를 상기 조명 패널의 전체 휘도로 나눈 휘도 비를 포함하는 명목(nominal) 휘도 비를 계산하는 단계;
    각각의 세그먼트에 대하여, 각각의 세그먼트의 색의 전체 휘도 대 상기 각각의 세그먼트의 전체 휘도의 비를 포함하는 각각의 색에 대한 휘도 비를 계산하는 단계;
    각각의 세그먼트 및 각각의 색에 대하여 상기 명목 조도(illuminance) 비로부터 조도 비들의 변화량을 판단하는 단계; 및
    문턱 값(threshold)을 초과하는 상기 명목 조도 비로부터 조도 비들 중 적어도 하나의 변화량에 응답하여, 적어도 하나의 세그먼트의 적어도 하나의 색의 듀티 사이클을 조절하여 상기 명목 조도 비로부터 조도 비들 중 적어도 하나의 변화량을 감소시키는 단계를 포함하는 조명 패널의 조정 방법.
  64. 제63항에 있어서,
    각각의 세그먼트 및 각각의 색에 대한 상기 명목 조도 비로부터 조도 비들의 변화량을 판단하는 단계는 각각의 세그먼트 및 각각의 색에 대한 상기 명목 조도 비로부터 조도 비들의 최대 변화량을 판단하는 것을 특징으로 하는 조명 패널의 조정 방법.
  65. 제63항에 있어서,
    각각의 색에 대한 휘도 비를 계산하는 단계는 각각의 색에 관하여 각각의 세그먼트에 대한 전체 휘도를 판단하는 것을 특징으로 하는 조명 패널의 조정 방법.
  66. 제63항에 있어서,
    적어도 하나의 세그먼트의 적어도 하나의 색의 듀티 사이클을 조정하는 단계는 최저 상대 휘도를 가지는 색/세그먼트를 선택하는 단계 및 듀티 사이클에 상기 선택된 색/세그먼트의 상기 휘도를 기초로 생성된 계수를 곱하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 패널의 조정 방법.
  67. 제63항에 있어서,
    각각의 색/세그먼트의 중심 휘도 평균에 대한 휘도 변화량을 결정하는 단계; 및
    제2 문턱 값을 초과하는 상기 중심 휘도 평균에 대한 휘도 변화량에 응답하여, 적어도 하나의 세그먼트에서 적어도 하나의 색의 듀티 사이클을 조절하여 상기 중심 휘도 평균에 대한 상기 휘도 변화량을 감소시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 패널의 조정 방법.
  68. 각각의 듀티 사이클을 가지는 펄스폭 변조 제어 신호들에 응답하여 제1 색의 광 및 제2 색의 광을 각각 방출하는 복수의 세그먼트를 포함하는 조명 패널의 조정 방법으로서,
    상기 조명 패널의 평균 세그먼트 휘도를 결정하는 단계;
    상기 평균 세그먼트 휘도에 대한 각각의 세그먼트의 휘도 변화량을 결정하는 단계;
    각각의 세그먼트의 상기 휘도 변화량을 문턱 값과 비교하는 단계; 및
    상기 문턱 값을 초과하는 세그먼트의 상기 휘도 변화량에 응답하여, 적어도 하나의 세그먼트의 적어도 하나의 색의 상기 듀티 사이클을 조절하여 상기 휘도 변화량을 감소시키는 단계를 포함하는 조명 패널의 조정 방법.
  69. 제68항에 있어서,
    상기 평균 세그먼트 휘도를 결정하는 단계는
    복수의 세그먼트들을 순차적으로 발광시키는 단계;
    소정의 측정 위치에서 상기 발광이 일어난 세그먼트들로부터의 디스플레이 휘도를 측정하는 단계; 및
    상기 디스플레이 휘도 측정들의 평균을 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으 로 하는 조명 패널의 조정 방법.
  70. 제69항에 있어서,
    복수의 세그먼트들을 순차적으로 발광시키는 단계는 상기 복수의 세그먼트들 중 적어도 하나에 조절된 듀티 사이클을 가지는 펄스폭 변조 제어 신호를 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 패널의 조정 방법.
  71. 제68항에 있어서,
    상기 평균 세그먼트 휘도에 대한 상기 휘도 변화량은 식 ΔYmn=[Ymn-max(Ymn)]/Ycenter에 따라 계산되고,
    Ymn은 n번째 측정 위치에서 측정된 m번째 세그먼트의 상기 휘도이고, Ycenter는 상기 평균 세그먼트 휘도인 것을 특징으로 하는 조명 패널의 조정 방법.
  72. 제68항에 있어서,
    적어도 하나의 세그먼트의 적어도 하나의 색의 상기 듀티 사이클을 조절하는 단계는,
    모든 색들/세그먼트들에 대한 최대 듀티 사이클을 결정하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 세그먼트의 상기 적어도 하나의 색의 상기 듀티 사이클을 상기 최대 듀티 사이클로 나누는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 패널의 조정 방법.
  73. 제72항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 세그먼트에 대한 균일(uniformity) 계수를 결정하는 단계; 및
    상기 최대 듀티 사이클을 결정하는 단계 이전에 상기 균일 계수를 이용하여 상기 적어도 하나의 세그먼트의 각각의 색의 상기 듀티 사이클을 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 패널의 조정 방법.
  74. 제73항에 있어서,
    상기 균일 계수는 식 Cm=[1-min(ΔYm1, …, ΔYmn)]/1.1에 따라 결정되고,
    ΔYmn은 상기 평균 세그먼트 휘도에 대한 상기 n번째 위치에서 상기 m번째 세그먼트의 상기 휘도 변화량이고, Cm은 상기 적어도 하나의 세그먼트에 대한 상기 균일 계수인 것을 특징으로 하는 조명 패널의 조정 방법.
  75. 제68항에 있어서,
    상기 평균 세그먼트 휘도에 대한 각각의 세그먼트의 상기 휘도 변화를 결정하는 단계는 각각의 색에 대하여 상기 평균 세그먼트 휘도에 대한 각각의 세그먼트의 상기 휘도 변화량을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 패널의 조정 방법.
  76. 제75항에 있어서,
    적어도 하나의 세그먼트의 적어도 하나의 색의 상기 듀티 사이클을 조절하는 단계는
    각각의 색에 대하여, 모든 세그먼트들에 대한 최대 듀티 사이클을 결정하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 세그먼트의 상기 적어도 하나의 색의 상기 듀티 사이클을 상기 적어도 하나의 색에 대한 상기 최대 듀티 사이클로 나누는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 패널의 조정 방법.
  77. 제68항에 있어서,
    세그먼트의 상기 듀티 사이클들을 조절하여 상기 세그먼트의 상기 최대 색 변화량을 감소시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 패널의 조정 방법.
  78. 제77항에 있어서,
    상기 세그먼트의 상기 듀티 사이클들을 조정하여 상기 세그먼트에 대하여 상기 최대 색 변화량을 감소시키는 단계는,
    각각의 색에 대하여, 제1 듀티 사이클에서 각각의 세그먼트의 휘도를 측정하는 단계;
    각각의 색에 대하여, 각각의 색의 전체 휘도를 상기 조명 패널의 전체 휘도 로 나눈 비를 포함하는 명목 휘도 비를 결정하는 단계;
    상기 세그먼트에 대하여, 상기 세그먼트의 색의 전체 휘도 대 상기 세그먼트의 전체 휘도의 비를 포함하는 각각의 색에 대한 휘도 비를 결정하는 단계;
    상기 명목 휘도 비로부터의 상기 세그먼트의 각각의 색에 대한 휘도 비들의 변화량을 결정하는 단계; 및
    제2 문턱 값을 초과하는 상기 명목 휘도 비로부터 휘도 비들 중 적어도 하나의 변화량에 응답하여, 상기 세그먼트의 적어도 하나의 색의 듀티 사이클을 조정함으로써 상기 명목 휘도 비로부터 결정된 휘도 비들의 적어도 하나의 변화량을 감소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 패널의 조정 방법.
  79. 제78항에 있어서,
    상기 제1 듀티 사이클은 최대 듀티 사이클을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 패널의 조정 방법.
  80. 제78항에 있어서,
    상기 각각의 색에 대하여 상기 명목 휘도 비로부터의 휘도 비들의 변화량을 결정하는 단계는 각각의 색에 대하여 상기 명목 휘도 비로부터 휘도 비들의 최대 변화량을 결정하는 것을 특징으로 하는 조명 패널의 조정 방법.
  81. 제78항에 있어서,
    상기 각각의 색에 대하여 휘도 비를 결정하는 단계는 각각의 색에 대한 각각의 세그먼트에 대한 전체 휘도를 결정하는 것을 특징으로 하는 조명 패널의 조정 방법.
  82. 제78항에 있어서,
    상기 세그먼트의 적어도 하나의 색의 듀티 사이클을 조절하는 단계는
    최저 상대 휘도를 가지는 색을 선택하는 단계; 및
    듀티 사이클에 상기 선택된 색의 상기 휘도를 기초로 생성된 계수를 곱하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 패널의 조정 방법.
  83. 고상 발광 소자들의 복수의 스트링들을 포함하고, 각각의 스트링은 듀티 사이클 및 온-상태 전류 레벨을 가지는 각각의 펄스폭 변조 제어 신호에 응답하여 발광하는 조명 패널의 조정 방법으로서,
    상기 복수의 스트링들 중 어느 하나에 선택적으로 에너지를 공급하는 단계;
    상기 에너지를 공급받은 스트링에 의해 방출되는 상기 광의 주 파장을 측정하는 단계;
    상기 에너지를 공급받은 스트링에 의해 방출되는 상기 광의 상기 주 파장을 소정의 주 파장과 비교하는 단계; 및
    상기 에너지를 공급받은 스트링에 대하여 상기 펄스폭 변조 제어 신호의 상기 온-상태 전류 레벨을 조절함으로써, 상기 에너지를 공급받은 스트링에 의해 방 출되는 상기 주 파장과 상기 소정의 주 파장 사이의 차이를 줄이는 단계를 포함하는 조명 패널의 조정 방법.
  84. 제83항에 있어서,
    상기 펄스폭 변조 제어 신호의 상기 온-상태 전류 레벨을 조절하는 단계는 상기 에너지를 공급받은 스트링에 의해 방출되는 상기 광의 상기 주 파장이 상기 소정의 주 파장보다 큰 경우 상기 펄스폭 변조 제어 신호의 상기 온-상태 전류 레벨을 증가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 패널의 조정 방법.
  85. 제83항에 있어서,
    상기 펄스폭 변조 제어 신호의 상기 온-상태 전류 레벨을 조절하는 단계는 상기 에너지를 공급받은 스트링에 의해 방출되는 상기 광의 상기 주 파장이 상기 소정의 주 파장보다 적은 경우 상기 펄스폭 변조 제어 신호의 상기 온-상태 전류 레벨을 감소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 패널의 조정 방법.
  86. 제83항에 있어서,
    상기 조명 패널은 제1 색의 광을 방출하는 복수의 스트링들을 포함하고,
    상기 조명 패널의 조정 방법은
    상기 제1 색의 광을 방출하는 상기 스트링들 각각의 상기 주 파장을 측정하는 단계; 및
    상기 제1 색의 광을 방출하는 상기 스트링들 각각의 상기 주 파장의 평균을 결정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 에너지를 공급받은 스트링에 의해 방출되는 상기 광의 상기 주 파장을 소정의 주 파장과 비교하는 단계는 상기 에너지를 공급받은 스트링에 의해 방출되는 상기 광의 상기 주 파장을 상기 평균 주 파장과 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 패널의 조정 방법.
  87. 제86항에 있어서,
    상기 제1 색의 광을 방출하는 상기 스트링들 각각의 상기 주 파장들의 변화량을 결정하는 단계; 및
    적어도 하나의 스트링에 대하여 상기 펄스폭 변조 제어 신호의 상기 온-상태 전류 레벨을 조정함으로써 상기 스트링들에 의해 방출되는 상기 주 파장들의 변화량을 감소시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 패널의 조정 방법.
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