KR20110093723A - 발광 다이오드 어레인지먼트를 동작시키기 위한 방법, 및 회로 어레인지먼트 - Google Patents

발광 다이오드 어레인지먼트를 동작시키기 위한 방법, 및 회로 어레인지먼트 Download PDF

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랄프 히잉
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오스람 게젤샤프트 미트 베쉬랭크터 하프퉁
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Abstract

제어 유닛(14)이 구동기 회로(12)에 의해 구현된 규정값들(V)을, 발광 다이오드 전류(ILED)를 발광 다이오드들(10)에 적용하는 결과로 구성하고 투사 디바이스(100)에서, 여기서 상기 발광 다이오드들(10)에 의해 방사된 광의 측정들을 기초로, 제어 유닛(14)이 대응하여 규정값(V)을 정의하는 조절이 이루어지고: 구동기(12)는 만약 발광 다이오드들(10)의 온도 및/또는 상기 발광 다이오드들 양단에서 강하된 전압(U)이 정상 값들로부터 벗어나면 교정적인 중재를 한다. 그러나, 구동기(12)는 구동기(12)의 중재에 의해 초래되는 발광 다이오드들(10)의 조광이 상기 조절에 의해 보상되지 않도록 검사 펄스들(32)을 변화시키지 않게 둔다.

Description

발광 다이오드 어레인지먼트를 동작시키기 위한 방법, 및 회로 어레인지먼트{METHOD FOR OPERATING A LIGHT-EMITTING DIODE ARRANGEMENT, AND CIRCUIT ARRANGEMENT}
본 발명은 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 발광 다이오드 어레인지먼트(arrangement)를 동작시키기 위한 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 청구항 제 3 항의 전제부에 따른 회로 어레인지먼트에 관한 것이다.
발광 다이오드 어레인지먼트는 적어도 하나의 발광 다이오드 유닛을 포함하는 어레인지먼트를 의미하는 것으로 이해된다. 발광 다이오드 어레인지먼트는 통상적으로 다수의 발광 다이오드 유닛들을 포함한다. 그런 발광 다이오드 어레인지먼트는 예를 들어 투사 디바이스의 일부이고, 상기 투사 디바이스의 도움으로 발광 이미지들이 생성된다. 각각의 발광 다이오드 유닛들에는 구동기 유닛들에 의해 전류가 공급된다. 투사 디바이스들에서, 제어 유닛은 각각의 발광 다이오드 유닛들에 대한 전류 강도에 대한 값(전류 강도 값)을 정의한다. 상기 값은 구동기 유닛에 통신되고 상기 구동기 유닛에 의해 구현된다. 상기 구현은 일반적으로 시간 시퀀스의 전류 펄스들의 출력을 포함하고, 상기 전류 펄스들의 전류 강도는 제어 유닛에 의해 통신된 전류 강도 값에 대응한다. 투사 디바이스의 제어 유닛은 예를 들어 소위 컬러 궤적(color locus)을 정의하는 임무를 가진다: 만약 발광 다이오드 어레인지먼트가 상이한 컬러들로 방사하는 다수의 발광 다이오드들을 가지면, 전체적으로 발생하는 컬러는 개별 발광 다이오드 유닛들에 대한 각각의 전류 강도 값들의 평균에 의해 정의될 수 있다. 컬러 궤적의 정의 및 또한 방사된 광의 강도의 정의는 일반적으로 조절 환경에서 이루어진다: 적당한 측정 유닛 내에 감광성 엘리먼트가 존재하고, 상기 감광성 엘리먼트는 발광 다이오드 유닛에 의해 방사된 광을 수신 및 측정한다. 측정 값들은 제어 유닛에 공급되고, 제어 유닛은 적당하다면 전류 강도 값을 수정한다, 즉 전류 강도 값은 적어도 하나의 측정 값에 좌우되는 방식으로 구동기 유닛에 규정(stipulate)된다.
WO 02/47438 A2는 발광 다이오드들의 온도를 측정하고 측정 값들을 제어 유닛에 공급하고, 그 다음 온도에 좌우되는 방식으로 방사 강도를 정의하는 것을 개시한다.
WO 2007/048747 A1은 발광 다이오드들에 대한 구동기 유닛에서 상기 구동기 유닛에 공급된 수치 값들이 곱해질 수 있다는 사실을 기술하고, 여기서 구동기 유닛의 출력 신호는 상기 곱(product)에 좌우되는 방식으로 정의되어 계산된다. 이것은 특히 서로에 관련하여 특정 비율로 개별 광원들의 휘도 비율 팩터(factor)들을 표현하기 위해 사용한다. 그것은 방사된 광의 강도의 변동들 동안 필요하고, 특히 상기 비율 팩터들은 이 경우 가변한다.
도큐먼트 DE 10 2005 061 204는 3개의 컬러 LED들 및 하나의 백색 LED가 제어기에 의해 서로 무관하게 제어되는 조명 시스템을 기술한다.
도큐먼트 DE 10 2004 060 890은 LED가 측정 변수에 좌우되어 제어되는 LED를 가진 자동차 헤드라이트 엘리먼트를 기술한다.
도큐먼트 DE 102 39 449는 다수의 LED들을 포함하는 LED 루미네어(luminaire)들을 기술하고, 상기 루미네어들의 컬러 또는 휘도 변동은 보상된다.
도큐먼트 US 2009/0231354는 LED 루미네어에 의해 방사된 컬러의 보정 가능한(calibratable) 조절을 개시한다.
발광 다이오드의 동작 동안 발광 다이오드가 과도하게 가열되는 것을 방지하는 것이 필요한데, 그 이유는 이 경우 발광 다이오드에 대한 영구적인 손상이 발생할 수 있기 때문이다.
다른 한편, 제어 유닛의 임무는 발광 다이오드들에 의해 방사된 컬러 궤적 및 광의 강도를 정의하는 것이다. 발광 다이오드들의 모니터링은 제어 유닛에 할당될 임무들 중에 포함되지 않는다.
본 발명의 목적은 발광 다이오드들의 신뢰성 있는 동작이 간단하고 복잡하지 않은 방식으로 보장되는 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 방법을 제공하는 것이다. 상기 목적 부분은 이 목적을 위하여 적당한 방식으로 청구항 제 3 항의 전제부에 따른 회로 어레인지먼트를 개발하는 것이다.
청구항 제 1 항의 전제부의 특징들을 포함하는 방법의 경우, 이 목적은 청구항 제 1 항의 특징부의 특징들에 의해 달성된다. 똑같이, 청구항 제 3 항의 전제부에 따른 회로 어레인지먼트의 경우, 상기 목적은 청구항 제 3 항의 특징부의 특징들에 의해 달성된다.
그러므로 본 발명에 따른 방법은 각각의 발광 다이오드 유닛의 온도 및/또는 상기 각각의 발공 다이오드 유닛 양단에서 강하된 전압 및/또는 구동기 유닛 자체의 온도를 측정하는 것을 포함한다. 구동기 유닛은 측정된 온도 및/또는 측정된 전압에 대한 (메인) 팩터를 정의하고, 제어 유닛에 의해 공급된 전류 강도 값은 상기 팩터에 의해 곱해진다. 시간 시퀀스의 모든 전류 펄스들의 전류 강도(검사 펄스 제외)는 상기 곱을 기초로 정의되어 얻어진다. 대조하여 검사 펄스의 전류 강도는 전류 강도 값을 기초로 직접 정의된다. 대안적으로, 또한 검사 펄스의 전류 강도는 또한 팩터에 의해 곱해질 수 있지만, 상기 팩터는 상기 메인 팩터와 상이하다.
검사 펄스의 전류 강도는 특히 통상적인 방식으로 정의된다. 적어도 하나의 감광성 엘리먼트를 가진 측정 유닛에 의한 측정들이 검사 펄스를 기초로 이루어지기 때문에, 제어 유닛에 의해 조절은 통상적인 방식으로 이루어진다. 제어 유닛은 만약 그와 같은 (메인) 팩터가 변화하면 차이 없음을 "인지(notice)"한다. 이것에 대한 이유는 상기 메인 팩터가 측정 유닛의 측정 결과들을 유도하지 않는 시간 시퀀스의 그런 전류 펄스들에만 영향을 가지기 때문이다. (메인) 팩터의 도입은 특히 발광 다이오드 유닛의 온도 및/또는 상기 발광 다이오드 유닛 양단에서 강하된 전압이 원하는 범위를 벗어나면, 구동기 유닛에 의해 초래되는 수정 가능성을 제공한다.
본 발명에 따른 방법의 가장 간단한 구현에서, 제어 유닛으로부터의 전류 강도 값 및 메인 팩터의 곱은 정확하게 전류 펄스들의 전류 강도이다. 그 다음 상기 메인 팩터는 발광 다이오드 유닛의 통상적인 동작 온도들 및 동작 전압들에서 1과 동일하도록 설정된다. 이것은 통상적인 동작 조건들 하에서 구동기 유닛이 정확하게 여기서 규정된 전류 강도 값을 구현하는 것을 의미한다. 대조하여, 상기 메인 팩터는 만약 발광 다이오드 유닛의 영구적 기능에 악영향을 끼치는 동작 온도 또는 동작 전압이 있거나 구동기 유닛의 기능에 악영향을 끼치는 온도가 있다면 1보다 작도록 설정된다. 다른 말로, 발광 다이오드 유닛에 공급되거나 적용되는 전류는 감소된다. 이에 따라 발광 수단의 추가 가열 또는 영구적 손상은 회피된다. 이런 경우에 방사된 광의 강도가 감소되는 것은 허용된다. 그러나, 검사 펄스들이 여전히 규정된 전류 강도 값에 대응하기 때문에, 제어 유닛을 사용한 조절은 교정적인 중재를 하지 못한다; 이것은 그렇지 않은 경우 과도하게 낮은 강도가 측정될 때 전류 강도를 정확히 다시 증가시킬 것이기 때문이다. 검사 펄스들이 또한 규정된 전류 강도 값에 대응하지 않는 하나의 대안에서, 이런 목적을 위한 추가 팩터는 그 메인 팩터를 1로부터 보다 작은 범위로 벗어나게 한다. 그 경우, 비록 조절이 방해되었지만, 언젠가 새로운 평형이 발생할 수 있다.
본 발명에 따른 회로 어레인지먼트의 경우에서, 구동기 유닛은 시간 시퀀스의 전류 펄스들을 출력하도록 설계되고, 상기 전류 펄스들 중 검사 펄스는 항상 전류 강도 규정에 대응하는 전류 강도를 가지지만, 모든 다른 펄스들은 측정 변수에 좌우되는 팩터 및 규정된 전류 강도의 곱에 따른 전류 강도를 가진다. 특히, 적어도 하나의 발광 다이오드 유닛의 온도를 측정하기 위한 측정 디바이스 또는 그렇지 않으면 발광 다이오드 유닛 양단에서 강하된 전압을 측정하기 위한 측정 유닛은 바람직하게 회로 어레인지먼트 내에 제공된다.
구동기 유닛에 측정 값들의 공급은 만약 측정 값들이 투사 디바이스의 제어 유닛에 공급되었다면 필수적이었을 정교한 케이블링(cabling)이 필요하지 않다는 장점을 가진다. 온도 센서는 특히 발광 다이오드들의 구역에서 쉽게 제공될 수 있고 구동기 회로에 결합될 수 있다; 전압 측정은 동일한 범위까지 쉽게 가능하다. 온도 또는 전압 측정은 심지어 기존 구동기 회로 자체 내에 부가적인 케이블링 없이 완전히 수행될 수 있다.
본 발명은 예시적인 실시예를 기초로 하기에 보다 상세히 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 방법이 사용될 수 있는 투사 디바이스의 컴포넌트들을 개략적으로 도시한다.
도 2a는 본 발명에 따른 방법이 정상 동작 조건들 하에서 수행될 때 출력되는 바와 같은 전류 펄스들을 개략적으로 도시한다.
도 2b는 이상 조건들 하에서 출력되는 바와 같은 동일한 타입의 전류 펄스들을 도시한다.
전체적으로 100으로 표시되고 도 1에 개략적으로 도시된 비디오 투사 디바이스는 발광 다이오드들을 포함하고, 그 중 하나의 발광 다이오드(10)는 심볼로 도시된다. 발광 다이오드들에는 구동기 회로(12)에 의해 발광 다이오드 전류(ILED)가 공급된다. 전류 강도(ILED)는 구동기 회로(12) 외측의 제어 유닛(14)에 의해 만들어지고 상기 구동기에 공급되는 규정값(V)에 좌우되는 방식으로 정의된다. 규정값은 발광 다이오드들에 의해 방사된 광이 미리 결정된 컬러 궤적을 가지도록 개별 발광 다이오드들(10)의 전류 강도를 정의한다. 그러므로 컬러 궤적은 전류 강도(ILED)에 의해 결정된다.
규정값(V)은 조절 환경에서 정의된다; 특히, 제어 유닛(14)은 발광 다이오드(10)에 의해 방사된 광을 미리 결정된 컬러 궤적 또는 미리 결정된 강도로 조절한다. 규정값(V)은 다수의 펄스들에 관련한 표시들을 포함할 수 있다. 광검출기(16)는 발광 다이오드(10)에 의해 방사된 광을 측정하고 측정 결과들을 제어 유닛(14)에 인도한다. 광검출기(16)에 의해 측정이 가능하도록, 구동기는 특정 검사 펄스들을 출력한다. 검사 펄스들로 인해 방사된 광만이 조절을 결정한다.
그 다음 상기 조절은 과도하게 높은 전류 강도를 가진 전류가 발광 다이오드(10)를 통하여 흐르는 효과를 가지는 경우일 수 있다. 따라서 발광 다이오드는 가열되고 손상될 수 있다. 똑같이, 발광 다이오드(10) 양단에서 강하된 전압 또는 상기 전압의 변화는 또한 발광 다이오드의 결함을 가리킬 수 있다. 도 1에 심볼로 도시된 바와 같이, 측정 디바이스(18)는 발광 다이오드(10)의 온도(T) 및 전압(U)을 측정한다. 이들 값들은 구동기(12) 내의 내부 제어기(20)에 공급된다.
그 다음 구동기(12)의 내부 제어기(20)는 검사 펄스들 및 다른 펄스들 사이를 구별한다. 박스(22)에 의해 심볼로 도시된 바와 같이, 내부 제어기는 항상 동일한 검사 펄스에 대한 전류 강도 값(Idesired)을 출력한다. 마찬가지로 박스(24)에 의해 도시된 바와 같이, 내부 제어기는 다른 펄스들에 대해 각각 원하는 전류 강도(Idesired)를 출력한다. 그러나, 박스(26)에 따라, 이 값(Idesired)은 측정된 변수들(T 및 U)에 좌우되는 팩터에 의해 곱해진다.
발광 다이오드(10)의 기능이 보장되는 정상 값들을 온도(T) 및 전압(U)이 보장하는 한, 구동기(12)에 의해 출력된 전류 펄스들은 예를 들어 도 2a에 도시된 방식으로 나타날 수 있다. 전류 펄스(28a)는 제 1 전류 강도를 가지며, 전류 펄스(30a)는 제 2 전류 강도를 가지며, 검사 펄스(32)는 추가 전류 강도를 가지며, 전류 펄스(34a)는 다시 추가 전류 강도를 가지며, 전류 펄스(36a)는 아직 다른 전류 강도를 가진다.
예를 들어, 발광 다이오드(10)의 온도가 급진적으로 증가하면, 발광 다이오드는 이전과 같이 그런 높은 전류 강도를 더 이상 적용받지 못하는 것이 의도된다. 따라서, 전류 펄스(28b)는 전류 펄스(28a) 대신 출력되고, 전류 펄스(30b)는 전류 펄스(30a) 대신 출력된다. 대조하여, 검사 펄스(32)는 변화되지 않고 유지된다. 전류 펄스들(34a 및 36a)은 전류 펄스들(34b 및 36b)로 변화된다.
그러므로, 전류 강도는 대부분의 시간에 걸쳐 감소된다. 검사 펄스(32)가 동일하게 유지된다는 사실은 이 경우에 허용되어야 한다.
도 2a에 비교하여 도 2b에 따른 전류 강도의 감소 결과로서, 발광 다이오드들(10)은 조광(dimmed)된다. 일반적으로, 제어 유닛(14)은 규정값(V)을 증가시킴으로써 반응할 것이다. 이것은 본 경우에 회피되는데, 그 이유는 검사 펄스(32)가 변화되지 않고 유지되기 때문이다: 결국, 상기 검사 펄스의 이벤트에서 방사된 광만이 측정 후 조절을 결정하고, 구동기(12)에 의한 전류 강도의 감소는 제어 유닛(14)의 동작에 영향을 끼치지 않는다.
본 발명에 따른 어레인지먼트는 제어 유닛(14)에 컬러 궤적 또는 강도에 관련하여 그의 실제 조절 임무가 여전히 할당되고, LED 결함을 가리키는 과도하게 증가된 온도(T) 또는 순방향 전압(U)의 이벤트의 수정이 구동기(12)에 의해 이루어진다는 장점을 가진다. 측정 유닛(18) 방식의 측정 유닛은 또한 구동기(12)의 구역에서 복잡하지 않은 방식으로 제공될 수 있다.

Claims (4)

  1. 적어도 하나의 발광 다이오드 유닛(10)을 포함하는 발광 다이오드 어레인지먼트(arrangement)를 동작시키기 위한 방법으로서,
    제어 유닛(14)은 각각의 발광 다이오드 유닛에 대한 전류 강도 값을 구동기 유닛(12)에 전송하고, 상기 구동기 유닛은 전송된 상기 전류 강도 값에 좌우되는 방식으로 전류 펄스들(28a, 28b; 30a, 30b; 32; 34a, 34b; 36a, 36b)의 시간 시퀀스로 전류를 상기 발광 다이오드 유닛(10)에 공급하고, 상기 전류 펄스들(28a, 28b; 30a, 30b; 32; 34a, 34b; 36a, 36b)의 시간 시퀀스는 검사 펄스(32)를 포함하고, 상기 검사 펄스(32)로 인해 상기 발광 다이오드 유닛에 의해 방사된 광은 적어도 하나의 감광성 엘리먼트를 가진 측정 유닛(16)에 의해 측정되고, 상기 측정 유닛(16)은 측정 값들을 상기 제어 유닛(14)에 공급하고, 상기 제어 유닛은 적어도 하나의 측정 값에 좌우되는 방식으로 전류 강도 값(V)을 규정하고,
    검사 펄스들의 광을 나타내는 측정값들만이 상기 전류 강도 값들(V)의 규정을 위해 사용되고,
    상기 각각의 발광 다이오드 유닛(10)의 온도 및/또는 상기 각각의 발광 다이오드 유닛 양단에서 강하된 전압 및/또는 상기 구동기 유닛(12)의 온도가 측정되고, 상기 구동기 유닛(12)은 상기 측정된 온도 및/또는 전압을 기초로 메인 팩터(main factor)를 정의하고, 상기 전류 강도 값은 상기 메인 팩터에 의해 곱해지고, 상기 검사 펄스(32)와 별개의 시간 시퀀스 내 모든 전류 펄스들의 전류 강도들은 상기 곱(product)을 기초로 정의되어 얻어지고, 상기 검사 펄스의 전류 강도는 직접적으로 전류 강도 값을 기초로 또는 상기 측정된 온도 및/또는 전압을 기초로 정의된 추가 팩터를 기초로 정의되고 상기 추가 팩터는 상기 메인 팩터와 상이한,
    발광 다이오드 어레인지먼트를 동작시키기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 팩터 및 상기 전류 강도 값의 곱은 정확히 상기 전류 펄스들의 전류 강도를 결정하고, 상기 메인 팩터는 상기 발광 다이오드 유닛(10)의 통상적인 동작 온도들 및 동작 전압들에서 1과 동일하도록 설정되고 상기 메인 팩터는 상기 발광 다이오드 유닛(10)의 영구적 기능에 악영향을 끼치는 동작 온도 또는 동작 전압에서 1보다 작도록 설정되는,
    발광 다이오드 어레인지먼트를 동작시키기 위한 방법.
  3. 적어도 하나의 발광 다이오드 유닛(10)을 포함하는 발광 다이오드 어레인지먼트를 동작시키기 위한 회로 어레인지먼트로서,
    제어 유닛(14)은 각각의 발광 다이오드 유닛에 대한 전류 강도 값(V)을 구동기 유닛(12)에 전송하고 상기 구동기 유닛은 전송된 상기 전류 강도 값에 좌우되는 방식으로 전류 펄스들(28a, 28b; 30a, 30b; 32; 34a, 34b; 36a, 36b)의 시간 시퀀스로 전류를 발광 다이오드 유닛(10)에 공급하고, 상기 전류 펄스들(28a, 28b; 30a, 30b; 32; 34a, 34b; 36a, 36b)의 시간 시퀀스는 검사 펄스(32)를 포함하고, 적어도 하나의 감광성 엘리먼트를 가진 측정 유닛(16)은 상기 검사 펄스(32)로 인해 상기 발광 다이오드 유닛에 의해 방사된 광을 측정하고, 상기 측정 유닛(16)은 측정 값들을 상기 제어 유닛(14)에 공급하고, 상기 제어 유닛(14)은 적어도 하나의 측정 값에 좌우되는 방식으로 상기 전류 강도 값(V)을 규정하고,
    상기 제어 유닛(14)은 상기 전류 강도 값들(V)의 규정을 위해 검사 펄스들의 광을 나타내는 측정 값들만을 사용하고,
    상기 구동기 유닛(12)은 상기 각각의 발광 다이오드 유닛(10)의 온도 및/또는 상기 각각의 발광 다이오드 유닛 양단에서 강하된 전압에 좌우되는 메인 팩터를 정의하고, 상기 구동기 유닛은 상기 메인 팩터와 상기 전류 강도 값을 곱하고 이 곱은 상기 검사 펄스(32)와 별개의 상기 시간 시퀀스 내 모든 전류 펄스들의 전류 강도들을 정의하고, 상기 구동기 유닛(12)은 직접적으로 상기 전류 강도 값을 기초로 또는 상기 측정된 온도 및/또는 전압에 좌우되는 추가 팩터를 기초로 상기 검사 펄스의 전류 강도를 정의하고 상기 추가 팩터는 상기 메인 팩터와 상이한,
    발광 다이오드 어레인지먼트를 동작시키기 위한 회로 어레인지먼트.
  4. 제 3 항에 있어서, 측정 디바이스(18)는 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 유닛(10)의 온도를 측정하기 위해 설계되고/설계되거나 상기 측정 디바이스는 상기 발광 다이오드 유닛 양단에서 강하된 전압을 측정하기 위해 설계되고/설계되거나 상기 측정 디바이스는 상기 구동기 유닛(12)의 온도를 측정하기 위하여 설계되는,
    발광 다이오드 어레인지먼트를 동작시키기 위한 회로 어레인지먼트.
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