(57)【要約】ＬＥＤ背面照明輝度感知を有する液晶表示装置（ＬＣＤ）システム（２００）を開示する。背面照明位置にあるＬＥＤのアレイは、複数のＬＥＤ群（２０８）を含む。少なくとも１つの群からの少なくとも１つのＬＥＤが、標本抽出ＬＥＤ（２０２）として識別される。標本抽出ＬＥＤから放出された光は、光センサ（２１０）を使用して光路を経て検出される。センサからの読取りは、コマンドと対比され、それに応じてアレイに対する電力補償が得られる。一実施形態では、該システムは、標本抽出ＬＥＤ（２０２）および光センサ（２１０）を入れる標本抽出囲い（２０４）を含む。標本抽出ＬＥＤの発光方向は、群とは異なり、囲いの内側から反射される。他の実施形態では、このシステムは、光センサ（６１０）と標本抽出ＬＥＤ（６０２）との間に直接感知光路を含む。
2005503006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
標本抽出ＬＥＤ２０２を有するＬＥＤ２０８の群であって、前記群の各ＬＥＤが、ほぼ同じ電流を受け取るように電源に結合された群と、
前記標本抽出ＬＥＤ２０２から光を検出するように構成された光センサ２１０と、
前記標本抽出ＬＥＤと前記光センサとの間にあり、前記標本抽出ＬＥＤから発光されていない光の侵入を防止するように構成された光路と、
前記光センサおよび前記電源と連絡し、前記標本抽出ＬＥＤから検出された光に応じて、前記群への電流を調節するように構成された制御機構５００とを備える、ＬＥＤ輝度感知システム２００。
【請求項２】
前記光センサが、前記標本抽出ＬＥＤから光を直接検出する、請求項１に記載のＬＥＤ輝度感知システム。
【請求項３】
前記標本抽出ＬＥＤおよび前記光センサを囲む標本抽出囲い２０４をさらに備える、請求項１に記載のＬＥＤ輝度感知システム。
【請求項４】
前記光路が、前記標本抽出ＬＥＤから直接感知された光と、前記標本抽出囲いの内壁から反射された光とを含む、請求項３に記載のＬＥＤ輝度感知システム。
【請求項５】
前記標本抽出ＬＥＤから放出された光の方向が、前記群の残りのＬＥＤから放出される光の方向とは異なる、請求項１に記載のＬＥＤ輝度感知システム。
【請求項６】
前記制御機構が、前記群への電流を増大または減少させるかを決定するために、基準点を受け取り、前記基準点を、前記標本抽出ＬＥＤから検出された前記光と比較するように構成される、請求項１に記載のＬＥＤ輝度感知システム。
【請求項７】
前記群からの第２標本抽出ＬＥＤ３０２をさらに備える、請求項１に記載のＬＥＤ輝度感知システム。
【請求項８】
いくつかが標本抽出ＬＥＤを有する複数の群をさらに備える、請求項１に記載のＬＥＤ輝度感知システム。
【請求項９】
赤ＬＥＤの群、青ＬＥＤの群、および緑ＬＥＤの群を備える、請求項８に記載のＬＥＤ輝度感知システム。
【請求項１０】
赤ＬＥＤの前記群からの標本抽出ＬＥＤ、青ＬＥＤの前記群からの標本抽出ＬＥＤ、および緑ＬＥＤの前記群からの標本抽出ＬＥＤを備える、請求項９に記載のＬＥＤ輝度感知システム。
【請求項１１】
ＬＥＤ３０８の群と関連し、前記群とは異なる方向に発光するように配置された少なくとも１つの標本抽出ＬＥＤ３０２と、
前記標本抽出ＬＥＤを実質的に入れる標本抽出囲い３０４と、
前記標本抽出囲いの内部にあり、前記標本抽出ＬＥＤから放出された光を検出するように構成された光感知装置３１０と、
前記光感知装置と連絡し、前記光感知装置が検出した光に応答して前記群の前記輝度を調節するコマンドを生成するように構成された帰還制御回路５００とを備える、ＬＥＤ輝度感知システム３００。
【請求項１２】
前記標本抽出ＬＥＤが、前記群の残りのＬＥＤから発光する光の方向とは１８０度異なる方向に発光するように配置される、請求項１１に記載のＬＥＤ輝度感知システム。
【請求項１３】
第２標本抽出ＬＥＤ３０４をさらに備える、請求項１１に記載のＬＥＤ輝度感知システム。
【請求項１４】
ＬＥＤの輝度を感知する方法であって、
ＬＥＤのそれぞれが、ほぼ同じ電流を受け取り、ほぼ同じ強度の光を放出するように、直列に接続された複数のＬＥＤ２０８を提供するステップと、
少なくとも１つのＬＥＤ２０８から光を検出するための光路を形成し、光路が、前記少なくとも１つのＬＥＤから発光されなかった光の侵入をほぼ防止するように配置されるステップと、
前記光路に沿って前記ＬＥＤ２１０から放出された光を検出するステップと、
前記検出ステップ５００に応答して、前記ＬＥＤおよび前記複数のＬＥＤの強度を調節するステップとを含む方法。
【請求項１５】
前記形成ステップが、前記ＬＥＤを光標本抽出囲い２０４に入れることを備える、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記複数のＬＥＤに関して前記ＬＥＤの発光方向を変更する前記ステップをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記形成ステップが、アパーチャ６０９を形成することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
ＬＣＤシステム４００のＬＥＤ背面照明の輝度調節方法であって、
ＬＣＤパネルに対して背面照明の関係でＬＥＤのアレイを配置し、アレイが複数のＬＥＤ群を備え、群のそれぞれが電気的に直列に接続された複数のＬＥＤを備えるステップと、
前記群の１つから標本抽出ＬＥＤ４０１を識別するステップと、
前記標本抽出ＬＥＤの照度を検出するステップと、
前記照度を基準と比較するステップと、
前記比較ステップに応答して、前記ＬＣＤシステムの輝度を調節するステップとを含む方法。
【請求項１９】
前記群の２つ目４０２から標本抽出ＬＥＤを識別するステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記標本抽出ＬＥＤの前記照度を平均化するステップをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記標本抽出ＬＥＤを標本抽出囲い４０４に入れるステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記標本抽出ＬＥＤの照度を検出するための光路を形成するステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
前記形成ステップが、前記標本抽出ＬＥＤから発光されていない光の侵入をほぼ防止するように、前記光路を配置することを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
光路を形成する前記ステップが、前記標本抽出ＬＥＤを光反射標本抽出囲い４０４に入れることを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
光路を形成する形成前記ステップが、アパーチャ６０９を前記ＬＣＤシステムの後ろ板において形成することを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
複数のＬＥＤを使用して照明される液晶表示装置であって、
群２０８を形成するように直列に接続された複数の個々のＬＥＤ装置と、
前記アレイを形成するように平行に接続された複数の前記群とを備え、
ＬＥＤ装置の１つが標本抽出ＬＥＤ２０２であるＬＥＤ装置のアレイと、
前記標本抽出ＬＥＤと光通信する光感知装置２１０と、
前記光感知装置と電源との間に結合された制御回路５００であって、
コマンドを受信するように適合されたコマンド入力と、
前記光感知装置から輝度信号を受信するように適合された感知入力と、
前記コマンドと前記輝度信号とを組み合わせるように適合された加算器５０２と、
前記電源に結合された出力とを備え、比較により前記アレイの強度を調節する信号を前記電源に対して生成する制御装置とを備える表示装置。
【請求項２７】
前記光感知装置および前記標本抽出ＬＥＤを入れる標本抽出囲い２０４をさらに備える、請求項２６に記載の表示装置。
【請求項２８】
第２標本抽出ＬＥＤとして識別された前記ＬＥＤ装置の２つ目３０４をさらに備える、請求項２６に記載の表示装置。
【請求項２９】
前記第１標本抽出ＬＥＤおよび前記第２標本抽出ＬＥＤが、同じ群３０８を備える、請求項２８に記載の表示装置。
【請求項３０】
前記第１標本抽出ＬＥＤが、第１群から取られ、前記第２標本抽出ＬＥＤが、第２群から取られる、請求項２６に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）に関し、より具体的には、ＬＥＤの輝度感知に関する。本発明は、液晶表示装置（ＬＣＤ）のＬＥＤ背面照明において特に有用である。
【背景技術】
【０００２】
透過ＬＣＤ装置は、内部供給照明を使用する。従来の照明システムでは、白熱灯または蛍光灯などの１つまたは複数の光源が、表示装置の後ろに配置される。すなわち、表示装置を背面照明する。
【０００３】
ランプを有する背面照明ＬＣＤは、いくつかの問題を有する。たとえば、白熱灯は、局所的な「過熱点」を生ずることから照度の均一性に欠けることがあり、これにより、表示装置の可読性が低減する。さらに、白熱灯は、動作にコストがかかることがある。蛍光灯は、エネルギーコストを制御するのに役立つが、これらのランプは、白熱灯と同じように照度の非均一性を呈示する。
【０００４】
背面照明システムにおける光の照度または強度は、一定であるべきである。灯システムの場合では、システムの照度を検出するために、しばしば、光感知装置が背面照明空洞の内部に配置される。明るい光のセッティングでは、空洞内のセンサは、光のいくらかを誤って認識して、ランプのルミネセンスを低下させることがある。これらの作用は、このセッティングで望ましいものとは反対である。明るい光の中で表示装置を正確に見るために、表示装置は、より暗くではなく、より明るくあるべきである。
【０００５】
周囲光の問題を克服する１つの試行は、光感知装置を背面照明空洞の外部に配置することを含む。蛍光灯脚部の長さは、輝度を外部から監視することができるように、空洞を超えて延長される。この感知技術は、周囲光の影響を低減することが可能であるが、利用可能な光のいくらかは表示装置に利用することができないので、ランプの効率は減少する。さらに、センサを灯脚部の端部付近に配置することにより、センサが灯フィラメントに近接する。フィラメントは、センサによって容易に読み取られる一定の赤外線放射を生成し、したがって、ランプの「真の」輝度を歪曲する。
【０００６】
多くの表示装置は、単に以前の照明システムの不正確さ、コスト、およびサイズの問題のために、強度制御を実現していない。たとえば、ラップトップコンピュータ、携帯電話、およびハンドヘルドコンピューティングデバイスは、通常、表示装置用の強度制御機構を含んでいない。使用者は、装置の外部環境に左右されることになる。すなわち、室内で見ることのできる表示装置は、しばしば、室外では暗過ぎて見ることができない。使用者は、光を遮蔽するために表示装置の上に手をかざしたままでいるなど、表示装置を見るために、代替方法を見つけることを余儀なくされる。
【０００７】
いくつかの装置では、表示装置の照明は、手で制御することができる。たとえば、移動車両がトンネルに入るとき、操縦者は、単に制御手段を回転させることによって、ダッシュボードライトの強度を手作業で調節することができる可能性がある。いくつかの状況では、手作業制御照明は、許容されない作業である可能性がある。たとえば、航空機のコックピットには、すべての光条件において見ることができなければならない複数の表示装置がある。そのような極めて微妙な情報用の表示装置の輝度を手作業で設定することで、パイロットを煩わせることはできない。
【０００８】
最近、発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用するＬＣＤ補助照明技術が導入されている。この手法は、１つのランプの代わりにＬＥＤの全体アレイを提供する。たとえばＬＥＤの側面照明構成（米国特許第５，０４６，８２９号を参照されたい）、ならびに、たとえば「直接視界」試行（米国特許出願第０９／３８４，１３７号を参照されたい）とが存在する。これらは、参照によって本明細書に組み込まれている。ランプの背面照明技術に関連する問題の多くは、ＬＥＤ背面照明システムで排除されるが、一定照度を維持することと、正確な輝度感知技術を提供することとは、依然として問題である。‘１３７出願は、ＬＥＤアレイの照明強度を調節する必要性を認識している。しかし、使用する大量のＬＥＤおよび固有の光源の数により、正確な光感知を達成するにあたっては大きな課題が残される。
【０００９】
理想的には、ＬＥＤから放出された光は、観察者がそれを認識する際に感知することができる。しかし、感知装置を光の直接視界に配置することによって、表示装置への光は遮断され、表示装置の上に「ダークスポット」が創出される。代替として、発光の遮断を回避するために、感知装置を空洞内の側面パネルの上に取り付けることができる。この手法は、以前に議論した周囲問題と同様に、直接光から間違った誤読をする傾向がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、ＬＥＤの照度感知技術が必要である。さらに、変動する周囲光条件下でも信頼でき、かつ表示装置を見ることができるように維持する所望のＬＥＤ背面照明ＬＣＤ用の輝度感知技術が必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、感知領域の外部では周囲光に対してほぼ不透過性であるＬＥＤ輝度感知システムを提供することによって、従来の技術の問題を克服する。本発明の様々な態様による輝度感知システムは、少なくとも１つの標本抽出ＬＥＤから光を検出することによってＬＥＤの行列を監視および制御するのに特に有用である。
【００１２】
本発明の第１態様では、輝度感知システムは、ＬＥＤの単一群から取った少なくとも１つの標本抽出ＬＥＤを含む。標本抽出ＬＥＤから放出された光は、光センサが光を検出する標本抽出囲いの内部にほぼ包含される。
【００１３】
本発明の第２態様では、輝度感知システムは、ＬＥＤの単一群から取った複数の標本抽出ＬＥＤを含む。標本抽出ＬＥＤから放出された光は、光センサがすべての標本抽出ＬＥＤからの光を検出する標本抽出囲いの内部にほぼ包含される。
【００１４】
本発明の第３態様では、輝度感知システムは、ＬＥＤの同じ数の群から取った複数の標本抽出ＬＥＤを含む。標本抽出ＬＥＤから放出された光は、光センサがすべての標本抽出ＬＥＤからの光を検出する標本抽出囲いの内部にほぼ包含される。
【００１５】
本発明の第４態様では、輝度感知システムは、ＬＥＤの同じ数の群より少ない数から取った複数の標本抽出ＬＥＤを含む。標本抽出ＬＥＤから放出された光は、光センサがすべての標本抽出ＬＥＤからの光を検出する標本抽出囲いの内部にほぼ包含される。
【００１６】
本発明の第５態様では、輝度感知システムは、ＬＥＤの群から取った少なくとも１つの標本抽出ＬＥＤを含む。標本抽出ＬＥＤから放出された光は、提供された光路を経て光センサによって「直接感知」される。
【００１７】
本発明の第６態様では、輝度感知システムは、有色ＬＥＤの複数群を含む。少なくとも１つの標本抽出ＬＥＤは、色の異なる各群から取られる。標本抽出ＬＥＤのそれぞれから放出された光は、光センサがすべての標本抽出ＬＥＤから光を検出する標本抽出囲いの内部にほぼ包含される。単一色の標本抽出ＬＥＤは、光センサと対にして検出することが可能である。
【００１８】
本発明の第７態様では、輝度感知システムは、有色ＬＥＤの複数群を含む。少なくとも１つの標本抽出ＬＥＤは、色の異なる各群から取られる。標本抽出ＬＥＤのそれぞれから放出された光は、提供された光路を経て光センサによって直接感知される。
【００１９】
本発明の第８態様では、輝度感知システムは、帰還制御ループ回路を含む。光の読取りは、所望の輝度レベルと比較され、比較に応答して回路コマンドが生成される。
本発明の様々な態様による輝度感知方法は、少なくとも１つの標本抽出ＬＥＤの照度を感知して、それに応じて複数のＬＥＤの光強度を制御することを提供する。
【００２０】
一実施形態では、本発明による輝度感知方法は、周囲光が光標本抽出領域に侵入することを防止するために、少なくとも１つの標本抽出ＬＥＤを封入して、標本抽出ＬＥＤから反射された光を検出することを含む。
【００２１】
他の実施形態では、本発明による輝度感知方法は、標本抽出ＬＥＤから放出された光を直接感知することを含む。
さらに、本発明による輝度感知方法は、少なくとも１つの標本抽出ＬＥＤの照度に応じて、帰還制御ループを使用してＬＥＤの群の強度を調節する。
【００２２】
本発明のこれらおよび他の特徴、態様、および利点は、以下の記述、添付の請求項、および添付の図面を参照することにより、より良好に理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明は、ＬＥＤ応用分野ための輝度感知システムおよび技術を提供する。ＬＥＤ背面照明を有するＬＣＤシステムと関連して記述することが好都合であるが、本発明は、そのように限定されるものではない。光強度を監視および制御することが必要である、あらゆるＬＥＤ応用分野は、本発明から等しく利益を得ることが可能である。さらに、本発明は、ＬＣＤコックピットパネルと関連して航空機産業において特に有用である。再び、本発明は、そのように限定されるものではない。一般に、いくつか例を挙げれば、自動車のダッシュ表示装置、医療用モニタ、株取引きモニタ、ＴＶスタジオ制作物、および軍事車両状況表示装置など、より安価な代替物および表示装置輝度感知を必要とする様々な他の表示装置システムが、本発明によく適している可能性がある。
【００２４】
図１は、たとえば平坦パネルＬＣＤ（液晶表示装置）システム（ＬＣＤは図示せず）の背面照明に使用される背面照明システム１００の破断図を示す。ＬＥＤ照明源を有する適切な平坦パネルＬＣＤの例は、参照によって本明細書に組み込まれている米国特許出願第０９／３８４，１３７号において開示されている。背面照明システム１００は、任意の数の行および列のＬＥＤ（発光ダイオード）１０２を含む。図示したように、システム１００は、１０×１２行列のＬＥＤ１０２を含む。しかし、この行列を形成するために、任意の数のＬＥＤを提供することが可能であることを理解されたい。ＬＥＤは、接続壁１０４によって形成されることが好ましい空洞に入れられる。空洞は、「背面照明空洞」と呼ぶことがある。壁１０４は、高光沢白色塗料または白色反射材料など、高度に光反射性の仕上げで被覆されることが好ましい。図１には示していないが、「側面照明」または「縁照明」の応用分野は、壁１０４の１つまたは複数の上にＬＥＤを含むことが可能であることを理解されたい。
【００２５】
ＬＥＤは、表面実装かスルーホールであるかに関係なく、電流制御式装置であり、それにより、群のＬＥＤのそれぞれは、同じ電流を受け取る。理由の中でもエネルギーを節約するために、ＬＥＤを電気的に直列接続して「群にする」ことが一般的である。照度を増大し、より高い電圧レベルを回避し、ＬＥＤが故障した場合の安全限界を増大し、色の強調または色の生成が望ましい場合に様々な色のＬＥＤを収容するために、ＬＥＤの複数の群を一応用例において使用することが可能である。
【００２６】
図２は、本発明の一実施形態によるＬＥＤ背面照明方式において使用される輝度感知システム２００を示す。システム２００には、ＬＥＤ群２０８から取られた少なくとも１つの標本抽出ＬＥＤ２０２と、標本抽出囲い２０４とが含まれる。標本抽出ＬＥＤすなわちＬＥＤ２０２から放出された光の主な方向は、群２０８の残りのＬＥＤとは異なる。この実施形態では、ＬＥＤ２０２を、後ろ板２１２を「通して引き」、それにより、発光の方向をほぼ１８０°変化させる。群の電気接続は、標本抽出ＬＥＤが、群の残りのＬＥＤと同じ電流を受け取るように維持される。このようにして、標本抽出ＬＥＤの照度は、群の他のＬＥＤのそれぞれとほぼ同一となる。したがって、群の少なくとも１つのＬＥＤすなわち標本抽出ＬＥＤの輝度を測定することによって、光を大きく損失せずに、群全体の輝度の正確な近似を獲得することができる。
【００２７】
標本抽出ＬＥＤ２０２から放出された光は、標本抽出囲い２０４の内部に適切に包含され、したがって、周囲光（または他の「偽の」光）が読取りを妨害することが防止される。標本抽出囲い２０４は、カバー２０６および光センサ２１０を含む。カバー２０６は、軽量金属（すなわちアルミニウム）、グラファイト、およびプラスチックなど、ＬＣＤシステムにおいて一般的に使用されるあらゆる軽量材料を含むことが可能である。カバー２０６の内表面は、反射表面であり、ＤＵＲＡＦＬＥＣ（商標）など、反射材料で被覆することが可能であることが好ましい。このようにして、反射光および直接光などのすべての光を囲いの内部に包含するように、標本抽出ＬＥＤ２０２と光センサ２１０との間に光路を形成することが可能である。
【００２８】
この実施形態では、標本抽出囲い２０４の１つの側面または壁は、後ろ板２１２によって形成される。後ろ板２１２のこの側面は、直前で記述したのと同様の方式で、反射材料で被覆されることが好ましい。後ろ板２１２は、アルミニウムなど、ＬＣＤシステムにおいて一般的に使用される軽量金属材料を含むことが可能である。さらに、後ろ板は、一般に、ＬＣＤ背面照明に近接しており、したがって、表示装置からの熱を移送するのを補助することができる材料を使用することがしばしば望ましい。後ろ板２１２は、ＬＥＤの行および列を相互接続する接続パッドまたは結合パッドを提供する印刷回路板（「ＰＣＢ」）をさらに含むことが可能である。このようにして、ＬＥＤは、通常、ＰＣＢ内に接着、実装、または配置される。
【００２９】
光センサ２１０が、標本抽出囲い２０４の内部において後ろ板２１２に適切に取り付けられる。光センサ２１０は、フォトトランジスタまたは光ダイオードなど、任意の適切な光検出装置を含むことが可能である。標本抽出囲い２０４（後ろ板２１２を含む）の内壁から反射された光は、光センサ２１０によって検出される。光センサ２１０は、システムの照度を増大させる、減少させる、または単に監視するために、帰還制御ループ（すなわち「決定」回路）に適切に結合される。この機能について、以下でより詳細に議論する。
【００３０】
図３は、本発明の他の実施形態によるＬＥＤ背面照明方式に使用される輝度感知システム３００を示す。システム３００には、単一ＬＥＤ群３０８から取った複数の標本抽出ＬＥＤ３０２と、標本抽出囲い３０４とが含まれる。ＬＥＤ３０２および標本抽出囲い３０４（光センサ３１０を含む）は、以前に記述したＬＥＤ２０２および標本抽出囲い２０４と同様であり、したがって、その構造および機能については、完全には繰り返さない。標本抽出ＬＥＤ３０２から放出された光の方向は、システム２００について以前に記述したのと同様の方式で、群とは異なる。しかし、この実施形態では、単一光センサ３１０が、２つ以上の標本抽出ＬＥＤすなわちＬＥＤ３０２から反射された光を検出する。このようにして、帰還制御ループにおいてアナログ光読取りを平均化する（すなわち、標本抽出ＬＥＤの数によって追加および分割する）ことができる。いくつかの場合では、平均照度が、単一ＬＥＤ光センサ読取りより望ましい可能性がある。たとえば、平均照の度実施形態は、故障したＬＥＤまたは薄暗いＬＥＤを相殺することができ、標本抽出囲いにおいてより少ない領域（複数ＬＥＤ用の単一光センサ）を使用することによって、より経済的である可能性がある。
【００３１】
図４は、本発明の他の実施形態によるＬＥＤ背面照明方式において使用する輝度感知システム４００を示す。システム４００には、複数のＬＥＤ群（破線で示す）から取った複数の標本抽出ＬＥＤ４０１〜４０３と標本抽出囲い４０４とが含まれる。ＬＥＤ４０１〜４０３および標本抽出囲い４０４（光センサ４１０を含む）は、以前に記述したＬＥＤ２０２および標本抽出囲い２０４と同様であり、したがって、その構造および機能について完全には繰り返さない。しかし、この実施形態では、単一光センサ４１０が、２つ以上のＬＥＤ群から取った標本抽出ＬＥＤから反射された光を検出する。たとえば、第１群からの少なくとも１つの標本抽出ＬＥＤは、以前に記述した方式で変更され、第２群からの少なくとも１つの標本抽出ＬＥＤは、標本抽出ＬＥＤが単一光センサを有する単一標本抽出囲いの内部に含まれるように変更される。標本抽出ＬＥＤ４０１、４０２、および４０３は、異なるＬＥＤ群からのものであるが、同じ標本抽出囲い４０４の内部に含まれる。光センサ４１０は、標本抽出ＬＥＤのそれぞれから反射された光を検出する。以前に議論したのと同様の方式で、帰還制御ループによって、複数標本抽出ＬＥＤからのアナログ読取りを平均化することができる。この技術は、より多くまたはより少ない電力が群に送達され、ＬＥＤが薄暗くなるために生じるＬＥＤの群間のルミネセンスのわずかな変動を相殺する。さらに、全群が故障した場合では、標本抽出囲いにおいて検出される光が減少し、これを補償するために、帰還制御ループは、残りの群への電力を増大させることになる。
【００３２】
例として記述していないが、本発明の他の実施形態は、同数より少ない数の群から取った複数の標本抽出ＬＥＤを含むことを理解されたい。たとえば、システム３００（すなわち、同じ群から取った複数の標本抽出ＬＥＤ）とシステム４００（すなわち、異なる群から取った複数の標本抽出ＬＥＤ）との組合せは、２つの群から取った３つの標本抽出ＬＥＤなどを含むことがある。このようにして、標本抽出ＬＥＤの２つがＬＥＤの第１群から取られ、第３ＬＥＤが第２群から取られ、すべての標本抽出ＬＥＤが、同じ標本抽出囲いの内部にある。単一光センサが、すべての標本抽出ＬＥＤから反射された光を検出して、読取りを帰還制御ループに送る。上記の例は、単に、本実施形態をさらに理解するために提供されており、限定を意図するものではないことを理解されたい。実際、本発明の精神および範囲内にある、同じまたは複数の群から取った１つまたは複数の標本抽出ＬＥＤの非常に多くの構成が存在するので、本明細書において列挙することはできない。
【００３３】
ここで図５を参照すると、本発明による例示的な帰還制御ループ回路５００が示されている。帰還制御ループの機能は、電気業界では周知である。帰還制御を装置に提供することができる多くの回路構成が存在する。制御ループ５００は、全く限定を意図しておらず、単に、最適モードの精神において考慮される構成の例示として提供されている。
【００３４】
制御ループ５００には、加算器５０２と、積分器５０４と、変換器５０５および５０６とが含まれる。この実施形態では、基準コマンドまたはセットコマンドが加算器５０２に提供される。コマンドは、たとえば、表示装置のルミネセンスの所望のレベルとすることが可能であり、手作業制御セッティングまたは処理手段によって生成することが可能である。加算器５０２は、また、本発明による光センサから読取りを受け取る。加算器は、コマンドと読取りとを適切に対比させる。読取りがコマンドより高いまたは低い場合、制御ループは、それに応じてＬＥＤへの電力を補償する。
【００３５】
体系的には、加算器５０２および積分器５０４は、１つの構成要素または構成要素の組合せとすることが可能であるが、機能的には、２つは異なる。積分器５０４は、電力レベルの「ハンティング」または変化を絶えず回避するために提供される。２つの機能は、演算増幅器およびキャパシタによって併せて表すことが可能である。本発明の精神の範囲内にある、加算器５０２および積分器５０４の代わりに十分適切に機能する構成要素の様々な組合せが存在する。
【００３６】
変換器５０５および５０６は、電圧を電流におよび電流を電圧に、それぞれ適切に変換する。周知であるように、ＬＥＤは、電流制御式装置であり、したがって、変換器は、電流をＬＥＤに提供し、光センサから受け取った電流を電圧に変換するために含まれている。変換器５０５および５０６は、それぞれ、相互コンダクタンス増幅器およびトランスインピーダンス増幅器など、上記で意図したように機能することができるあらゆる適切な装置を含むことが可能である。
【００３７】
図６は、本発明の他の実施形態によるＬＥＤ背面照明方式に使用される輝度感知システム６００を示す。システム６００には、後ろ板６１２に取り付けられたＬＥＤ６０８の群から取られた少なくとも１つの標本抽出ＬＥＤ６０２と光センサ６１０とが含まれる。システム６００は、以前に記述したシステム２００〜４００とほぼ同じように機能するが、システム６００が標本抽出囲いを含まず、また、標本抽出ＬＥＤから放出された光の方向が、群とは異ならない点を除く。ＬＥＤは、事実上各表面から発光することができる。したがって、標本抽出ＬＥＤは、ほぼＬＥＤを囲んでいる標本抽出領域の中に光を放出することができ、一般に、意図した光障壁によってのみ限定される。これは、発光の方向を変更することを必要としない標本抽出ＬＥＤの「直接感知」を可能にする。
【００３８】
この実施形態では、後ろ板６１２に配置された小さいアパーチャ６０９が、標本抽出ＬＥＤ６０２から光センサ６１０まで光路を提供する。従来の方式で後ろ板を貫通して穴あけすることによって、アパーチャ６０９を形成することが可能である。アパーチャ６０９は、周囲の光が標本抽出ＬＥＤの「真の」読取りと干渉することを防止する、すなわち、周囲光または周りの光を光センサ６１０によって検出することを回避するようにサイズ決めされることが好ましい。標本抽出ＬＥＤから放出された光は、群と同じ方向に向けられる。このようにして、標本抽出ＬＥＤからの光は、光センサによって「直接感知」され、検出の前に反射されない。
【００３９】
システム６００は、システム２００および４００と同様に、各標本抽出ＬＥＤを光センサと直接対にする。ＬＥＤの単一または複数の群からの複数の標本抽出ＬＥＤを、同じ数の光センサによって監視することができる。たとえば、色生成が所望される場合、様々な色のＬＥＤを使用することが可能である。赤ＬＥＤの第１群と、青ＬＥＤの第２群と、緑ＬＥＤの第３群とを使用することが可能である（当然、各色の複数の群を使用して、十分な光強度を提供することが一般的である）。以前に記述した技術のいずれかによって、すなわち標本抽出囲いまたは直接感知によって、異なる色の各群の少なくとも１つからの標本抽出ＬＥＤを監視することができる。しかし、各標本抽出ＬＥＤ（または、単一色からの２つ以上を使用する場合は複数の標本抽出ＬＥＤ）を光センサと対にすることが好ましい。ある色を強調するために、個々の読取り「白色光」について合計する、または個々に分析することができる。
【００４０】
複数の有色ＬＥＤを感知するとき、色遅延（すなわち、周波数の異なる色は、異なる速度で進行する）の影響を回避するために、光を組み合わせる前に個々の色の照度を測定することが望ましい可能性がある。白色光の分析では、この因子により、様々な色を認識するために必要な帰還回路の量が増大することがあるが、これは、組み合わせて白色光を形成する前に、各色を監視することによって回避することが可能である。
【００４１】
簡潔にするために、信号処理、データ伝送、シグナリング、制御、取り付け、および相互接続（ＬＥＤと光センサとなど）の従来の技術、ならびにシステム（および構成要素）の他の機能的な態様は含まれていない。さらに、図（図５など）に示す接続線は、様々な要素間の例示的な機能の関係および／または物理的な結合を表すことを意図している。多くの代替的もしくは付加的な機能の関係または物理的な接続が、実際の表示システムに存在することが可能であることに留意されたい。
【００４２】
本明細書において示し、記述した特定の実施態様は、最適モードを含む本発明の様々な実施形態の例示であり、本発明の範囲を限定することを全く意図していないことを理解されたい。たとえば、ごく少数の標本抽出ＬＥＤで簡便に記述したが、標本抽出ＬＥＤおよび群の様々な他の実施形態および組合せが、本発明の範囲内にあることを意図している。さらに、標本抽出ＬＥＤから放出された光の方向を変更するまたは変更しないことが可能である。標本抽出ＬＥＤの発光の方向が変更される場合、本明細書の実施形態は、標本抽出ＬＥＤの主要な光の方向が、群の残りのＬＥＤからほぼ１８０°であるように簡便に示した。しかし、発光の方向は１８０°に限定されず、任意の適切な方向に変更することが可能であることを理解されたい。これらおよび他の変更または修正は、以下の特許請求の範囲に示すように、本発明の範囲内に含まれることを意図している。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】ＬＣＤシステムの例示的なＬＥＤ照明源を示す図である。
【図２】本発明の様々な実施形態によるＬＥＤ輝度感知システムを示す図である。
【図３】本発明の様々な実施形態によるＬＥＤ輝度感知システムを示す図である。
【図４】本発明の様々な実施形態によるＬＥＤ輝度感知システムを示す図である。
【図５】本発明の一実施形態による例示的な帰還制御ループ回路を示す図である。
【図６】本発明の様々な実施形態によるＬＥＤ輝度感知システムを示す図である。
【図５】
2005503006.tif 000003
【国際公開パンフレット】
2005503006.tif 000004
2005503006.tif 000005
2005503006.tif 000006
2005503006.tif 000007
2005503006.tif 000008
2005503006.tif 000009
2005503006.tif 000010
2005503006.tif 000011
2005503006.tif 000012
2005503006.tif 000013
2005503006.tif 000014
2005503006.tif 000015
2005503006.tif 000016
2005503006.tif 000017
2005503006.tif 000018
2005503006.tif 000019
2005503006.tif 000020
2005503006.tif 000021
2005503006.tif 000022
2005503006.tif 000023
2005503006.tif 000024
2005503006.tif 000025
2005503006.tif 000026
2005503006.tif 000027
2005503006.tif 000028
2005503006.tif 000029
2005503006.tif 000030
2005503006.tif 000031
【国際調査報告】
2005503006.tif 000032
2005503006.tif 000033
2005503006.tif 000034