(57)【要約】  複数の固体発光デバイスを含むバックライトユニットを制御する方法は、バックライトユニットの色度点を要求色度点に設定するための要求を受け取ることと、要求色度点が許容範囲内であるかどうかを決定することとを含む。要求色度点が許容範囲外であることに応じて、修正色度点は、要求色度点に応じて選択され、バックライトユニットの色度点は、修正色度点に設定される。対応する固体照明ユニットもまた、開示される。
2010528419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の固体発光デバイスを含むバックライトユニットを制御する方法であって、
前記バックライトユニットの色度点を要求色度点に設定するための要求を受け取ることと、
前記要求色度点が許容範囲の内であるかどうかを決定することと、
前記要求色度点が前記許容範囲の外であることに応じて、修正色度点を前記要求色度点に応じて選択することと、
前記バックライトユニットの色度点を前記修正色度点に設定することと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記許容範囲は、二次元色空間を参照して定義されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記許容範囲は、前記二次元色空間内の矩形として定義されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記色空間は、１９３１ＣＩＥ色度図によって表され、前記許容範囲は、座標（ｘ、ｙ）を有する色度点として定義され、ただしｘｌｉｍ１≦ｘ≦ｘｌｉｍ２およびｙｌｉｍ１≦ｙ≦ｙｌｉｍ２であることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
０．２６≦ｘ≦０．３８および０．２６≦ｙ≦０．３８であることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記要求色度点のｘ−座標がｘ−座標の許容範囲内に入るかどうかを決定することと、
前記要求色度点の前記ｘ−座標がｘ−座標の前記許容範囲内に入らない場合、許容可能なｘ−座標の前記範囲内で前記要求色度点のｘ−座標に最も近いｘ−座標として前記修正色度点のｘ−座標を設定することと
をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記要求色度点のｙ−座標がｙ−座標の許容範囲内に入るかどうかを決定することと、
前記要求色度点の前記ｙ−座標がｘ−座標の前記許容範囲内に入らない場合、許容可能なｙ−座標の前記範囲内で前記要求色度点のｙ−座標に最も近いｙ−座標として、前記修正色度点のｙ−座標を設定することと
をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記許容範囲は、参照色度点から距離ｒ内の色度点を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項９】
前記修正色度点を選択することは、前記修正色度点と前記参照色度点の間の線に沿って、前記許容範囲内に入るまで前記要求色度点を変換することを含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記許容範囲は、規則的なまたは不規則な多角形によって記述される領域内に入る色度点を含むとして定義されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項１１】
前記修正色度点を選択することは、前記多角形の表面上の最近接点の方へ、前記許容範囲内に入るまで前記要求色度点を変換することを含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記修正色度点を選択することは、参照色度点の方へ、前記許容範囲内に入るまで前記要求色度点を変換することを含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記許容範囲は、黒体放射曲線から前もって決定された距離内である色度点として定義されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項１４】
前記修正色度点を選択することは、前記黒体放射曲線上の最近接点の方へ、前記許容範囲内に入るまで前記要求色度点を変換することを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記修正色度点を選択することは、参照色度点の方へ、前記許容範囲内に入るまで前記要求色度点を変換することを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
固体バックライトユニットであって、
複数の固体発光デバイスを含む照明パネルと、
前記固体発光デバイスの光出力を制御し、前記照明パネルに対する要求色度点を受け取り、前記要求色度点が許容範囲の内であるかどうかを決定し、前記要求色度点が前記許容範の外であることに応じて修正色度点を選択し、および前記バックライトユニットの色度点を前記修正色度点に設定するように構成されたコントローラと
を含むことを特徴とする固体バックライトユニット。
【請求項１７】
前記照明パネルの光出力を測定し、前記光出力測定値を閉ループ制御システム内の前記コントローラに提供するように構成された光センサーをさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の固体バックライトユニット。
【請求項１８】
前記許容範囲は、二次元色空間内の円形および／または多角形を含むように定義されることを特徴とする請求項１６に記載の固体バックライトユニット。
【請求項１９】
前記コントローラは、前記多角形および／または円形の最近接点の方へ、前記許容範囲内に入るまで前記要求色度点を変換することによって前記修正色度点を選択するように構成されたことを特徴とする請求項１７に記載の固体バックライトユニット。
【請求項２０】
前記コントローラは、参照色度点の方へ、前記許容範囲内に入るまで前記要求色度点を変換することによって前記修正色度点を選択するように構成されたことを特徴とする請求項１７に記載の固体バックライトユニット。
【請求項２１】
複数の固体発光デバイスを含むバックライトユニットを制御する方法であって、
前記バックライトユニットの色度点を要求色度点に設定するための要求を受け取ることと、
前記要求色度点が許容範囲内であるかどうかを決定することと、
前記要求色度点が前記許容範囲外であることに応じて、修正色度点を前記要求色度点に応じて選択することと、
前記バックライトユニットの色度点を前記修正色度点に設定することと
を含み、前記許容範囲は、二次元色空間内の矩形によって定義されることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体照明に関し、さらに詳細には調節可能な固体照明パネルならびに固体照明パネルの光出力を調節するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体照明アレイは、多数の照明の用途に使用される。例えば、固体照明デバイスのアレイを含む固体照明パネルは、建築のおよび／またはアクセント照明におけるなどの直接照明光源として使用されてきた。固体照明デバイスは、例えば、１つまたは複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含むパッケージ化された発光デバイスを含むことができる。無機ＬＥＤは典型的には、ｐ−ｎ接合を形成する半導体層を含む。有機発光層を含む有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）は、別の種類の固体発光デバイスである。典型的には、固体発光デバイスは、発光層または領域内での電子的キャリア、即ち電子および正孔の再結合により光を生成する。
【０００３】
固体照明パネルは普通、携帯用電子機器で使用されるＬＣＤディスプレイ画面などの小型液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）ディスプレイ画面のためのバックライト（ｂａｃｋｌｉｇｈｔ）として使用される。加えて、ＬＣＤテレビディスプレイなどのより大型のディスプレイのためのバックライトとしての固体照明パネルの使用への関心が増加してきた。
【０００４】
より小型のＬＣＤ画面に対しては、バックライトアセンブリ（ａｓｓｅｍｂｌｙ）は典型的には、ＬＥＤによって放出される青色光のいくらかを黄色光に変換する波長変換蛍光体で被覆された青色発光ＬＥＤを含む白色ＬＥＤ照明デバイスを用いる。青色光と黄色光の混合である、結果として生じる光は、観察者には白色に見えることがある。しかしながら、そのような構成によって生成される白色光は、白色に見えることがあるが、そのような光によって照らされる物体は、光の制限されたスペクトルのために、自然の色合いを有するようには見えないことがある。例えば、光が、可視スペクトルの赤色領域のエネルギーをほとんど有さない場合、物体の赤色はそのような光によっては十分に照らされないことがある。結果として、物体をそのような光源のもとで見たとき、不自然な色合いを有するように見えるかもしれない。
【０００５】
光源の演色評価数は、光源によって生成される光が広範囲の色を正確に照らす能力の客観的評価である。演色評価数は、単色光源のとき本質的にゼロの値から白熱光源のほぼ１００の値をとる。蛍光体ベースの固体光源から生成される光は、比較的低い演色評価数を有することがある。
【０００６】
大型バックライトおよび照明の用途の場合には、照明パネルによって照らされる物体および／またはディスプレイ画面がより自然に見えるように、高演色評価数を有する白色光を生成する照明光源を提供することがしばしば望ましい。したがって、そのような照明光源は典型的には、赤色、緑色および青色発光デバイスを含む固体照明デバイスのアレイを含んでいることがある。赤色、緑色および青色発光デバイスが、同時にエネルギーを与えられるとき、結果として生じる混合光は、赤色、緑色および青色光源の相対強度に応じて、白色にまたはほとんど白色に見えることがある。「白色」とみなされうるような光の異なる色相が数多くある。例えば、ナトリウム蒸気照明デバイスによって生成される光などのいくつかの「白色」光は、黄色がかった色に見えることがあり、一方いくつかの蛍光照明デバイスによって生成される光などの他の「白色」光は、より青みがかった色に見えることがある。
【０００７】
特定の光源の色度は、光源の「色度点」と呼ばれることがある。白色光源に対しては、色度は、光源の「白色点」と呼ばれることがある。白色光源の白色点は、所与の温度まで加熱された黒体放射体によって放出される光の色に対応する色度点の軌跡上に位置することができる。したがって、白色点は、加熱された黒体放射体が光源の色相と一致する温度である、光源の相関色温度（ＣＣＴ）によって識別できる。白色光は典型的には、約４０００Ｋと８０００Ｋの間のＣＣＴを有する。４０００ＫのＣＣＴを持つ白色光は、黄色がかった色を有し、一方８０００ＫのＣＣＴを持つ光は、より青みがかった色である。
【０００８】
より大きなディスプレイおよび／または照明の用途の場合は、多数から成る固体照明タイル（ｔｉｌｅ）が、例えば二次元配列で相互に接続され、より大きな照明パネルを形成してもよい。しかしながら、残念なことに、生成される白色光の色相は、各タイルごとに、および／または各照明デバイスごとにでさえ異なる可能性がある。このような違いは、異なるＬＥＤからの発光強度の違い、および／または照明デバイス内および／またはタイル上のＬＥＤの位置の変化を含む、多数の要因に起因する可能性がある。したがって、タイル間に色相の差のない白色光を生成する多数から成るタイルディスプレイパネルを組み立てるためには、多数のタイルによって生成される光の色相および飽和度、または色度を測定すること、および多数から成るタイルディスプレイでの使用のために比較的近い色度を有するタイルのサブセット（ｓｕｂｓｅｔ）を選択することが望ましいことがある。このことは、生産プロセスに対して歩留まりの減少および／または在庫費用の増加をもたらす可能性がある。
【０００９】
さらに、たとえ固体ディスプレイ／照明タイルが、それが最初に生産されたとき、一貫性のある、所望の色相の光を有するとしても、タイル内の固体デバイスの色相および／または明度は、時間とともにおよび／または温度変化の結果として不均一に変化する可能性があり、それは、パネルの全体的な色度点が時間がたてば変化する原因になる可能性があり、および／またはパネル全体にわたって色の不均一をもたらす可能性がある。加えて、ユーザーは、所望の色相および／または明度レベルにするために、ディスプレイパネルの光出力特性を変えたいことがある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のいくつかの実施形態は、複数の固体発光デバイスを含むバックライトユニットを制御する方法を提供する。本方法は、バックライトユニットの色度点を要求された色度点に設定するための要求を受け取ることと、要求された色度点が許容範囲内であるかどうかを決定することとを含む。要求された色度点が許容範囲外であることを受けて、修正された色度点は要求された色度点に応じて選択され、バックライトユニットの色度点は、その修正された色度点に設定される。
【００１１】
許容範囲を、二次元色空間を参照して定義してもよい。例えば、許容範囲を、二次元色空間内の矩形と定義してもよい。
【００１２】
色空間は、１９３１ＣＩＥ色度図によって表されてもよく、許容範囲は、座標（ｘ、ｙ）を有する色度点として定義されてもよい。ただしｘｌｉｍ１≦ｘ≦ｘｌｉｍ２およびｙｌｉｍ１≦ｙ≦ｙｌｉｍ２である。いくつかの実施形態において、色空間は、０．２６≦ｘ≦０．３８および０．２６≦ｙ≦０．３８として定義されてもよい。
【００１３】
本方法はさらに、要求された色度点のｘ座標がｘ座標の許容範囲内に入るかどうかを決定することを含んでもよい。もし要求された色度点のｘ座標がｘ座標の許容範囲内に入らなければ、修正された色度点のｘ座標は、許容可能なｘ座標の範囲内で要求された色度点のｘ座標に最も近いｘ座標として設定されてもよい。
【００１４】
本方法はさらに、要求された色度点のｙ座標がｙ座標の許容範囲内に入るかどうかを決定することを含んでもよい。もし要求された色度点のｙ座標がｘ座標の許容範囲内に入らなければ、修正された色度点のｙ座標は、許容可能なｙ座標の範囲内で要求された色度点のｙ座標に最も近いｙ座標として設定されてもよい。
【００１５】
許容範囲は、参照色度点から距離ｒ内の色度点を含んでもよい。修正された色度点を選択することは、変換する色度点が許容範囲内に入るまで、要求された色度点を修正された色度点と参照色度点の間の線に沿って変換することを含んでもよい。
【００１６】
許容範囲は、規則的なまたは不規則な多角形によって記述される領域内に入る色度点を含むと定義されてもよい。修正された色度点を選択することは、変換する色度点が許容範囲内に入るまで、要求された色度点を多角形の表面上の最近接点の方へ変換することを含んでもよい。いくつかの実施形態において、修正された色度点を選択することは、変換する色度点が許容範囲内に入るまで、要求された色度点を参照色度点の方へ変換することを含んでもよい。
【００１７】
許容範囲は、黒体放射曲線から所定の距離内である色度点として定義されてもよい。修正された色度点を選択することは、変換する色度点が許容範囲内に入るまで、要求された色度点を黒体放射曲線上の最近接点の方へ変換することを含んでもよい。いくつかの実施形態において、修正された色度点を選択することは、変換する色度点が許容範囲内に入るまで、要求された色度点を参照色度点の方へ変換することを含んでもよい。
【００１８】
本発明のいくつかの実施形態による固体バックライトユニットは、複数の固体発光デバイスを含む照明パネルと、固体発光デバイスの光出力を制御するように構成されるコントローラ（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）とを含む。コントローラはさらに、照明パネルに対する要求された色度点を受け取り、要求された色度点が許容範囲内であるかどうかを判断し、要求された色度点が許容範囲外である場合には修正された色度点を選択し、バックライトユニットの色度点を修正された色度点に設定するように構成される。
【００１９】
固体バックライトユニットはさらに、照明パネルの光出力を測定し、その光出力測定値を閉ループ制御システム内のコントローラに提供するように構成される光センサーを含んでもよい。
【００２０】
許容範囲は、二次元色空間内の円形および／または多角形を含むように定義されてもよい。
【００２１】
コントローラは、変換する色度点が許容範囲内に入るまで、要求された色度点を多角形および／または円形の最近接点の方へ変換することによって、修正された色度点を選択するように構成されてもよい。
【００２２】
いくつかの実施形態において、コントローラは、変換する色度点が許容範囲内に入るまで、要求された色度点を参照色度点の方へ変換する、修正された色度点を選択するように構成されてもよい。
【００２３】
添付の図面は、本発明のある実施形態を示していて、本発明のさらなる理解を提供するために含まれ、この出願の一部分内に組み込まれ一部分を構成している。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のいくつかの実施形態による固体照明タイルの正面図である。
【図２】本発明のいくつかの実施形態による複数のＬＥＤを含むパッケージ化された固体照明デバイスの上面図である。
【図３】本発明のいくつかの実施形態による固体照明タイル内のＬＥＤの電気相互接続を示す概略回路図である。
【図４Ａ】本発明のいくつかの実施形態による多数から成る固体照明タイルを含むバー状アセンブリの正面図である。
【図４Ｂ】多数から成るバー状アセンブリを含む本発明のいくつかの実施形態による照明パネルの正面図である。
【図５】本発明のいくつかの実施形態による照明パネルシステムを示す概略ブロック図である。
【図６Ａ】本発明のいくつかの実施形態による照明パネル上の光センサーの可能な構成を示す概略図である。
【図６Ｂ】本発明のいくつかの実施形態による照明パネル上の光センサーの可能な構成を示す概略図である。
【図６Ｃ】本発明のいくつかの実施形態による照明パネル上の光センサーの可能な構成を示す概略図である。
【図６Ｄ】本発明のいくつかの実施形態による照明パネル上の光センサーの可能な構成を示す概略図である。
【図７】本発明のいくつかの実施形態による照明パネルシステムの要素を示す概略図である。
【図８】本発明のいくつかの実施形態による照明パネルシステムの要素を示す概略図である。
【図９Ａ】本発明のある態様を示すＣＩＥ色度図のグラフである。
【図９Ｂ】本発明のある態様を示すＣＩＥ色度図のグラフである。
【図９Ｃ】本発明のある態様を示すＣＩＥ色度図のグラフである。
【図９Ｄ】本発明のある態様を示すＣＩＥ色度図のグラフである。
【図１０】本発明のいくつかの実施形態によるシステムおよび／または方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の実施形態は、本発明の実施形態が示される添付の図面を参照しながら以下でより完全に述べられる。しかし、この発明は、多くの異なる形態で実施されてもよく、本明細書で説明される実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、この発明の開示を徹底的でかつ完全にし、本発明の範囲を当業者に完全に伝えるために、提供される。同じ数字は、全体にわたって同じ要素を示す。
【００２６】
用語として第１、第２などが、さまざまな要素を述べるために本明細書で使用されることがあるが、これらの要素は、これらの用語によって限定されるべきではない。これらの用語は、１つの要素を別のものから区別するために使用されるだけである。例えば、本発明の範囲から逸脱することなく、第１の要素を第２の要素と称することが可能であり、同様に第２の要素を第１の要素と称することが可能である。本明細書で使用されるように、用語「および／または」は、関連する記載事項の１つまたは複数の、任意のおよびすべての組合せを含む。
【００２７】
層、領域または基板などの要素が、別の要素の「上に」ある、または「上へ」広がると表現するとき、別の要素の上に直接ある、もしくは上へ直接広がっていてもよく、または別の要素との間に介在するさらに別の要素が存在してもよい。対照的に、要素が、別の要素の「直上に」ある、または「直上へ」広がると表現するとき、介在するさらに別の要素は存在しない。要素が、別の要素に「接続される」または「結合される」と表現するとき、別の要素に直接接続される、もしくは結合されていてもよく、または別の要素との間に介在するさらに別の要素もまた存在してもよい。対照的に、要素が、別の要素に「直接接続される」または「直接結合される」と呼ばれるとき、介在するさらに別の要素は存在しない。
【００２８】
「下に」もしくは「上に」または「上側の」もしくは「下側の」または「水平な」もしくは「垂直な」などの相対的な用語は、図で示されるように、ある要素、層または領域と、別の要素、層または領域との関係を述べるために本明細書で使用されることがある。これらの用語は、図に描かれている方向に加えてデバイスの異なる方向も包むことを意図している。
【００２９】
本明細書で使用される専門用語は、特定の実施形態を述べる目的のためだけにあり、本発明を限定することを意図するものではない。本明細書で使用されるように、単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈が明らかにそうでないことを示さない限り、複数形を同じように含むことを意図されている。用語「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」、「ｉｎｃｌｕｄｅｓ」および／または「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」は、本明細書で使用されるとき、明記された特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または部品の存在を指定するが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、部品、および／またはそれらの群の存在または追加を排除しない。
【００３０】
別に定義されない限り、本明細書で使用されるすべての用語（技術的および科学的用語を含む）は、本発明が属する技術分野の当業者によって普通に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書で使用される用語は、本明細書の文脈および関連する技術分野でのそれらの意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、本明細書で明確に理想的なまたは過度に形式的な意味に定義されない限り、このような意味で解釈されることはない。
【００３１】
本発明は、本発明の実施形態における方法、システムおよびコンピュータプログラム成果物のフローチャートの説明図および／またはブロック図を参照して以下で述べられる。フローチャートの説明図および／またはブロック図のいくつかのブロック、ならびにフローチャートの説明図および／またはブロック図におけるいくつかのブロックの組合せは、コンピュータプログラム命令によって実施することができる。これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータのプロセッサまたは他のプログラム可能なデータ処理装置を介して実行する命令がフローチャートおよび／またはブロック図のブロックまたは複数ブロック内で定められる機能／行為を実施するための手段を作成するように、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、フィールドプログラマブルゲートアレー（ＦＰＧＡ）、ステートマシン、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）もしくは他の処理回路、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、または機械を作製するような他のプログラム可能なデータ処理装置内で、保存するかまたは実装することができる。
【００３２】
これらのコンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ読み出し可能なメモリ内に保存される命令がフローチャートおよび／またはブロック図のブロックまたは複数ブロック内で定められる機能／行為を実装する命令手段を含む製品を提供するように、コンピュータまたは他のプログラム可能なデータ処理装置に特定の仕方で機能するように指示することができるコンピュータ読み出し可能なメモリ内に保存されてもよい。
【００３３】
コンピュータプログラム命令はまた、コンピュータまたは他のプログラム可能な装置上で実行する命令がフローチャートおよび／またはブロック図のブロックまたは複数ブロック内で定められる機能／行為を実装するためのステップを提供するように、コンピュータまたは他のプログラム可能なデータ処理装置にロードされて、コンピュータまたは他のプログラム可能なデータ処理装置上で実行される一連の動作ステップがコンピュータ実装プロセスを生成させてもよい。ブロック内に記載の機能／行為は、動作説明図内に記載の順番から外れて起こってもよい。例えば、連続して示される２つのブロックは実際には、含まれる機能／行為に応じて、実質的に同時に実行さてもよく、またはブロックは時に、逆順で実行されてもよい。図のいくつかは、通信の主要な方向を示すために通信経路上に矢印を含むが、通信は、描かれる矢印とは反対の方向に生じてもよい。
【００３４】
図１を参照すると、固体照明タイル１０は、規則的なおよび／または不規則な二次元配列で配置される複数の固体照明素子１２をその上に備えていてもよい。タイル１０は、例えば、１つまたは複数の回路素子を上に取り付けることができる印刷回路基板（ＰＣＢ）を含んでいてもよい。特に、タイル１０は、パターン化された金属配線（図示されず）が形成されていてもよく、その上にポリマー被覆を有する金属コアを含む金属コアＰＣＢ（ＭＣＰＣＢ）を含んでいてもよい。ＭＣＰＣＢ材料、およびそれに似た材料は、例えば、Ｔｈｅ  Ｂｅｒｇｑｕｉｓｔ  Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている。ＰＣＢはさらに、サーマルビアを持つ、重いクラッド（４オンスの銅またはこれ以上）および／または従来のＦＲ−４  ＰＣＢ材料を含んでもよい。ＭＣＰＣＢ材料は、従来のＰＣＢ材料と比較して改良された熱特性を提供する可能性がある。しかしながら、ＭＣＰＣＢ材料はまた、金属コアを含まないこともある従来のＰＣＢ材料より重い可能性もある。
【００３５】
図１で示される実施形態において、照明素子１２は、クラスター当たり４個の固体発光デバイスから成るマルチチップクラスターである。タイル１０では、４個の照明素子１２は、第１の経路２０内で直列に配置され、さらに４個の照明素子１２は、第２の経路２１内で直列に配置される。第１の経路２０の照明素子１２は、例えば印刷回路を介して、タイル１０の第１の端部に配置される一組の４陽極接点２２、およびタイル１０の第２の端部に配置される一組の４陰極接点２４に接続される。第２の経路２１の照明素子１２は、タイル１０の第２の端部に配置される一組の４陽極接点２６、およびタイル１０の第１の端部に配置される一組の４陰極接点２８に接続される。
【００３６】
固体照明素子１２は、例えば、有機および／または無機発光デバイスを含んでもよい。高出力照明の用途の典型例である固体照明素子１２’は、図２で示される。固体照明素子１２’は、複数のＬＥＤチップ１６Ａ〜１６Ｄが上に取り付けられたキャリア基板１３を含むパッケージ化された個別電子部品を含んでもよい。他の実施形態において、１つまたは複数の固体照明素子１２は、タイル１０の表面上の電気配線上に直接取り付けられたＬＥＤチップ１６Ａ〜１６Ｄを含み、基板アセンブリ上にマルチチップモジュールまたはチップを形成してもよい。適したタイルは、２００６年１１月１７日出願の「ＳＯＬＩＤ  ＳＴＡＴＥ  ＢＡＣＫＬＩＧＨＴＩＮＧ  ＵＮＩＴ  ＡＳＳＥＭＢＬＹ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ」と題する、同一出願人によるU.S.特許出願番号１１／６０１，５００で開示されていて、この開示を参照することにより本明細書に盛り込まれている。
【００３７】
ＬＥＤチップ１６Ａ〜１６Ｄは、少なくとも赤色ＬＥＤ１６Ａ、緑色ＬＥＤ１６Ｂおよび青色ＬＥＤ１６Ｃを含んでもよい。青色および／または緑色ＬＥＤは、ＩｎＧａＮベースの青色および／または緑色ＬＥＤチップでもよく、本件特許出願人から入手できる。赤色ＬＥＤは、例えば、ＡｌＩｎＧａＰ  ＬＥＤチップでもよく、Ｅｐｉｓｔａｒ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｏｓｒａｍ  Ｏｐｔｏ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ  ＧｍｂＨ、およびその他から入手できる。照明素子１２は、より多くの緑色光が利用できるようにするために、緑色ＬＥＤ１６Ｄを追加で含んでもよい。
【００３８】
いくつかの実施形態において、ＬＥＤ１６Ａ〜１６Ｄは、約９００μｍ以上のエッジ長を持ち、表面の形状は正方形または矩形であってもよい（いわゆる「パワーチップ」）。しかしながら、他の実施形態において、ＬＥＤチップ１６Ａ〜１６Ｄは、５００μｍ以下のエッジ長を有してもよい（いわゆる「小型チップ」）。特に、小型ＬＥＤチップは、パワーチップよりも良好な電気変換効率で動作する可能性がある。例えば、５００ミクロン未満の、小さければ２６０ミクロンと同程度の最大エッジ寸法を持つ緑色ＬＥＤチップは普通、９００ミクロンチップよりも高い電気変換効率を有し、典型的には消費される電力のワット当たり５５ルーメンの光束を生成し、大きければ消費される電力のワット当たり９０ルーメンほどの光束を生成することが知られている。
【００３９】
図２でさらに示すように、ＬＥＤ１６Ａ〜１６Ｄは、カプセル材料１４によって覆われてもよく、それは、透明であってもよくおよび／または希望する放出パターン、色および／または強度を得るために光散乱粒子、蛍光体、および／または他の素子を含んでもよい。図２では示されていないが、照明デバイス１２はさらに、ＬＥＤ１６Ａ〜１６Ｄを囲む反射体カップ、ＬＥＤ１６Ａ〜１６Ｄの上に取り付けられるレンズ、照明デバイスから熱を取り除くための１つまたは複数のヒートシンク、静電放電保護チップ、および／または他の素子を含んでもよい。
【００４０】
タイル１０内の照明素子１２のＬＥＤチップ１６Ａ〜１６Ｄは、図３での概略回路図で示されるように、電気的に相互接続されてもよい。ここで示されるように、ＬＥＤは、第１の経路２０内の青色ＬＥＤ１６Ａが直列に接続されてストリング２０Ａを形成するように、相互接続されてもよい。同様に、第１の経路２０内の第１の緑色ＬＥＤ１６Ｂは直列に接続されてストリング２０Ｂを形成してもよく、一方第２の緑色ＬＥＤ１６Ｄは直列に接続されて別個のストリング２０Ｄをしてもよい。赤色ＬＥＤ１６Ｃは直列に接続されてストリング２０Ｃを形成してもよい。それぞれのストリング２０Ａ〜２０Ｄは、タイル１０の第１の端部に配置される陽極接点２２Ａ〜２２Ｄおよびタイル１０の第２の端部に配置される陰極接点２４Ａ〜２４Ｄにそれぞれ接続されてもよい。
【００４１】
ストリング２０Ａ〜２０Ｄは、第１の経路２０または第２の経路２１内の対応するＬＥＤのすべてを、またはすべてよりも少なく含んでもよい。例えば、ストリング２０Ａは、第１の経路２０内の照明素子１２のすべてからの青色ＬＥＤのすべてを含んでもよい。あるいは、ストリング２０Ａは、第１の経路２０内の対応するＬＥＤの一部分だけを含んでもよい。したがって第１の経路２０は、タイル１０上で並列に配置される４本の直列ストリング２０Ａ〜２０Ｄを含んでもよい。
【００４２】
タイル１０上の第２の経路２１は、並列に配置される４本の直列ストリング２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄを含んでもよい。ストリング２１Ａから２１Ｄは、タイル１０の第２の端部に配置される陽極接点２６Ａから２６Ｄにおよびタイル１０の第１の端部に配置される陰極接点２８Ａから２８Ｄにそれぞれ接続される。
【００４３】
図１〜３で例示される実施形態では、照明デバイス１２一つ当たり４個のＬＥＤチップ１６を含み、照明デバイス１２は電気的に接続され、経路２０、２１それぞれにＬＥＤ１６の少なくとも４本のストリングを形成するが、照明デバイス１２一つ当たり４個よりも多いおよび／または少ないＬＥＤチップ１６を含んでいてもよく、タイル１０上の経路２０、２１それぞれは４本よりも多いおよび／または少ないＬＥＤストリングを含んでいてもよい。例えば、照明素子１２は、１個の緑色ＬＥＤチップ１６Ｂだけを含んでもよく、この場合にはＬＥＤは互いに接続され、経路２０、２１それぞれに３本のストリングを形成してもよい。同様に、ある実施形態において、照明デバイス１２内の２個の緑色ＬＥＤチップは、互いに直列に接続されてもよく、この場合には、経路２０、２２それぞれに緑色ＬＥＤチップの単一のストリングがあるだけでもよい。さらに、タイル１０は複数経路２０、２１の代わりに単一の経路２０だけを含んでもよく、および／または２つの経路２０、２１より多くの経路が単一のタイル１０上に備えられてもよい。
【００４４】
図４Ａで示すように、多数から成るタイル１０を組み立て、より大きな照明棒状アセンブリ３０を形成してもよい。図４Ａで示されるように、棒状アセンブリ３０は、端と端を接続された２つ以上のタイル１０、１０’、１０’’を含んでもよい。したがって、図３および図４Ａを参照すると、最も左のタイル１０の第１の経路２０の陰極接点２４は、中央のタイル１０’の第１の経路２０の陽極接点２２に電気的に接続されてもよく、中央のタイル１０’の第１の経路２０の陰極接点２４は、最も右のタイル１０’’の第１の経路２０の陽極接点２２にそれぞれ電気的に接続されてもよい。同様に、最も左のタイル１０の第２の経路２１の陽極接点２６は、中央のタイル１０’の第２の経路２１の陰極接点２８に電気的に接続されてもよく、中央のタイル１０’の第２の経路２１の陽極接点２６は、最も右のタイル１０’’の第２の経路２１の陰極接点２８にそれぞれ電気的に接続されてもよい。
【００４５】
さらに、最も右のタイル１０’’の第１の経路２０の陰極接点２４は、ループバックコネクタ３５によって最も右のタイル１０’’の第２の経路２１の陽極接点２６に電気的に接続されてもよい。例えば、ループバックコネクタ３５は、最も右のタイル１０’’の第１の経路２０の青色ＬＥＤチップ１６Ａのストリング２０Ａの陰極２４Ａを最も右のタイル１０’’の第２の経路２１の青色ＬＥＤチップのストリング２１Ａの陽極２６Ａと電気的に接続してもよい。このような仕方で、第１の経路２０のストリング２０Ａは、青色ＬＥＤチップ１６の単一ストリング２３Ａを形成するために、ループバックコネクタ３５の導体３５Ａによって第２の経路２１のストリング２１Ａと直列に接続されてもよい。タイル１０、１０’、１０’’の経路２０、２１の他のストリングは、同様の仕方で接続されてもよい。
【００４６】
ループバックコネクタ３５は、エッジコネクタ、フレキシブル配線板、または任意の他の適切なコネクタを含んでもよい。加えて、ループコネクタは、タイル１０上／内に形成される印刷配線を含んでもよい。
【００４７】
図４Ａで示される棒状アセンブリ３０はタイル１０の一次元配列であるが、他の構成も可能である。例えば、タイル１０をすべて同じ平面内に配置する二次元配列で接続することが、またはタイル１０をすべて同じ平面内には配置しない三次元構成で接続することが可能である。さらにタイル１０は、矩形または正方形である必要はなく、例えば、六角形、三角形、または同様の形状にすることが可能である。
【００４８】
図４Ｂを参照すると、いくつかの実施形態において、複数の棒状アセンブリ３０は組み合わせて照明パネル４０を形成してもよく、照明パネル４０は例えばＬＣＤディスプレイのための背面照明ユニット（ＢＬＵ）として使用されてもよい。図４Ｂで示すように、照明パネル４０は４本の棒状アセンブリ３０を含んでもよく、それぞれの棒状アセンブリ３０は６枚のタイル１０を含む。それぞれの棒状アセンブリ３０の最も右のタイル１０はループバックコネクタ３５を含む。したがって、それぞれの棒状アセンブリ３０は、ＬＥＤの４本のストリング２３（即ち、１つの赤色、２つの緑色および１つの青色）を含んでもよい。
【００４９】
いくつかの実施形態において、棒状アセンブリ３０は４本のＬＥＤストリング２３（１つの赤色、２つの緑色および１つの青色）を含んでもよい。よって、９本の棒状アセンブリを含む照明パネル４０はＬＥＤの３６本の別個のストリングを有してもよい。さらに、それぞれが８個の固体照明素子１２を持つ６枚のタイル１０を含む棒状アセンブリ３０では、ＬＥＤストリング２３は直列に接続された４８個のＬＥＤを含んでもよい。
【００５０】
ある種類のＬＥＤ、特に青色および／または緑色ＬＥＤに対しては、順方向電圧（Ｖｆ）は、２０ｍＡの標準駆動電流において各チップによって公称値から＋／−０．７５Ｖほどの値だけ変化する可能性がある。典型的な青色または緑色ＬＥＤは３．２ボルトのＶｆを有してもよい。よって、このようなチップの順方向電圧は、２５％ほどの大きさだけ変化する可能性がある。４８個のＬＥＤを含むＬＥＤのストリングでは、２０ｍＡでストリングを動作させるために必要とされる全体のＶｆは＋／−３６Ｖほどの大きさだけ変化する可能性がある。
【００５１】
したがって、棒状アセンブリ内のＬＥＤの特定の特性によっては、１つの光の棒状アセンブリのストリング（例えば、青色ストリング）が別の棒状アセンブリの対応するストリングと比較して著しく異なる動作電力を必要とする可能性がある。これらの変化は、多数から成るタイル１０および／または棒状アセンブリ３０を含む照明パネルの色および／または明度の均一性に著しく影響を及ぼす可能性があり、このように、Ｖｆの違いは、各タイルによっておよび／または各棒によって、明度および／または色相の変化をもたらす可能性がある。例えば、各ストリング間の電流差は、ストリング間の光束、ピーク波長、および／または主波長出力の大きな差をもたらす可能性がある。ＬＥＤ駆動電流の５％程度以上の違いは、各ストリング間のおよび／または各タイル間の光出力の容認できない違いをもたらす可能性がある。そのような違いは、照明パネルの全体的な色域、または表示可能な色の範囲に著しく影響を及ぼす可能性がある。
【００５２】
加えて、ＬＥＤチップの光出力特性はＬＥＤチップの動作寿命の間に変化する可能性がある。例えば、ＬＥＤによる光出力は、時間の経過および／または周囲温度とともに変化する可能性がある。
【００５３】
照明パネルに対して安定した、制御可能な光出力特性を提供するために、本発明のいくつかの実施形態において、ＬＥＤチップの２本以上の直列ストリングを有する照明パネルを提供する。独立した電流制御回路を、ＬＥＤチップのストリングのそれぞれに対して提供する。さらに、ストリングのそれぞれへの電流を、例えばパルス幅変調（ＰＷＭ）および／またはパルス周波数変調（ＰＦＭ）によって、個別に制御してもよい。ＰＷＭ方式で特定のストリングに印加されるパルス幅（またはＰＦＭ方式でのパルス周波数）は、例えばユーザー入力値および／またはセンサー入力値といった値に基づいて、動作中に修正される可能性のある、事前に保存されたパルス幅（周波数）に基づいた値でもよい。
【００５４】
これに応じて、図５に照明パネルシステム２００を示す。照明パネルシステム２００は、照明パネル４０を含み、ＬＣＤディスプレイパネルのためのバックライトであってもよい。照明パネル４０は、例えば、複数の棒状アセンブリ３０を含んでもよく、複数の棒状アセンブリ３０は、上で述べられたように、複数のタイル１０を含んでもよい。しかしながら、本発明の実施形態は、他の構成で形成された照明パネルと併せて用いてもよい。例えば、本発明のある実施形態は、単一の大面積タイルを含む固体バックライトパネルとともに用いられてもよい。
【００５５】
しかしながら、特定の実施形態において、照明パネル４０は複数の棒状アセンブリ３０を含んでもよく、複数の棒状アセンブリ３０のそれぞれが同じ主波長を有するＬＥＤの４本の独立したストリング２３の陽極および陰極に対応する４つの陰極コネクタおよび４つの陽極コネクタを有してもよい。例えば、それぞれの棒状アセンブリ３０は、それぞれ対応する対の陽極／陰極接点を棒状アセンブリ３０の１つの側面に持つ、１本の赤色ストリング、２本の緑色ストリング、および１本の青色ストリングを有してもよい。特定の実施形態において、照明パネル４０は９本の棒状アセンブリ３０を含んでもよい。よって、照明パネル４０は３６本の個別ＬＥＤストリングを含んでもよい。
【００５６】
電流ドライバー２２０は、照明パネル４０のＬＥＤストリング２３のそれぞれに対して独立した電流制御を提供できる。例えば、電流ドライバー２２０は、照明パネル４０内の３６本の個別ＬＥＤストリングに対して独立した電流制御を提供できる。電流ドライバー２２０は、コントローラ２３０の制御のもとで照明パネル４０の３６本の個別ＬＥＤストリングのそれぞれに対して定電流源を提供できる。いくつかの実施形態において、コントローラ２３０は、Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｉｎｃ．が販売しているＰＩＣ１８Ｆ８７２２などの８−ビット  マイクロコントローラを使用して実施されてもよく、マイクロコントローラは、３６本のＬＥＤストリング２３のためのドライバー２２０内の３６個の個別電流供給ブロックのパルス幅変調（ＰＷＭ）を制御するためにプログラムされてもよい。
【００５７】
３６本のＬＥＤストリング２３のそれぞれに対するパルス幅情報は、コントローラ２３０によって色管理ユニット２６０から得ることもでき、色管理ユニットは、いくつかの実施形態においてＡｇｉｌｅｎｔ  ＨＤＪＤ−Ｊ８２２−ＳＣＲ００色管理コントローラなどの色管理コントローラを含んでもよい。
【００５８】
色管理ユニット２６０を、Ｉ２Ｃ（集積回路間）通信リンク２３５を通じてコントローラ２３０に接続することもできる。色管理ユニット２６０は、Ｉ２Ｃ通信リンク２３５上のスレーブデバイスとして構成されてもよく、一方コントローラ２３０は、リンク２３５上のマスターデバイスとして構成されてもよい。Ｉ２Ｃ通信リンクは、集積回路デバイス間の通信のための低速信号伝達プロトコルを提供する。コントローラ２３０、色管理ユニット２６０および通信リンク２３５は、照明パネル４０からの光出力を制御するように構成されるフィードバック制御システムを一体となって形成してもよい。レジスタＲ１〜Ｒ９、その他はコントローラ２３０内の内部レジスタに対応してもよく、および／またはコントローラ２３０によってアクセス可能なメモリデバイス（図示されていない）内の記憶場所に対応してもよい。
【００５９】
コントローラ２３０は、それぞれのＬＥＤストリング２３に対してレジスタ、例えばレジスタＲ１〜Ｒ９、Ｇ１Ａ〜Ｇ９Ａ、Ｂ１〜Ｂ９、Ｇ１Ｂ〜Ｇ９Ｂを含んでもよく、即ち３６本のＬＥＤストリング２３を持つ照明ユニットに対して、色管理ユニット２６０は少なくとも３６個のレジスタを含んでもよい。レジスタのそれぞれは、ＬＥＤストリング２３のうちの１つに対してパルス幅情報を保存するように構成される。レジスタ内の初期値は、初期化／補正プロセスによって決定されてもよい。しかしながら、レジスタ値は、時間がたてばユーザー入力値２５０および／または照明パネル４０に結合された１つまたは複数のセンサー２４０Ａ〜Ｃからの入力値に基づいて適応的に変更されてもよい。
【００６０】
センサー２４０Ａ〜Ｃは、例えば、温度センサー２４０Ａ、１つもしくは複数の光センサー２４０Ｂ、および／または１つもしくは複数の他のセンサー２４０Ｃを含んでもよい。特定の実施形態において、照明パネル４０は、照明パネル内のそれぞれの棒状アセンブリ３０に対して１つの光センサー２４０Ｂを含んでもよい。しかしながら、他の実施形態においては、照明パネル内のそれぞれのＬＥＤストリング３０に対して１つの光センサー２４０Ｂを提供できる可能性がある。他の実施形態においては、照明パネル４０内のそれぞれのタイル１０は、１つまたは複数の光センサー２４０Ｂを含んでもよい。
【００６１】
いくつかの実施形態において、光センサー２４０Ｂの応答領域は、異なる主波長を有する光に選択的に応答するように構成されるいくつかの感光性領域を含んでもよい。よって、異なるＬＥＤストリング２３、例えば赤色ＬＥＤストリング２３Ａおよび青色ＬＥＤストリング２３Ｃによって生成される光の波長は、光センサー２４０Ｂから個別の値を出力してもよい。いくつかの実施形態において、光センサー２４０Ｂは、可視スペクトルの赤色、緑色および青色領域内に主波長を有する光を独立に感じるように構成されてもよい。光センサー２４０Ｂは、光ダイオードなどの１つまたは複数の感光性デバイスを含んでもよい。光センサー２４０Ｂは、例えば、Ａｇｉｌｅｎｔ  ＨＤＪＤ−Ｓ８３１−ＱＴ３３３三色光センサーを含んでもよい。
【００６２】
光センサー２４０Ｂからのセンサー出力値は、色管理ユニット２６０に提供されてもよく、色管理ユニットは、このようなセンサー出力値をサンプリングしてサンプリングされた値をコントローラ２３０に提供するように構成し、対応するＬＥＤストリング２３に合わせてレジスタ値を調節してストリングごとの基準で光出力値の違いを補正するために対応してもよい。いくつかの実施形態において、センサーデータが色管理ユニット２６０に提供される前にこのセンサーデータを予備的に処理するために、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）は１つまたは複数の光センサー２４０Ｂとともにそれぞれのタイル１０上に提供されてもよい。さらに、いくつかの実施形態において、センサー出力および／またはＡＳＩＣ出力は、コントローラ２３０によって直接サンプリングされてもよい。
【００６３】
光センサー２４０Ｂは、代表的なサンプルデータを得るために、照明パネル４０内のさまざまな位置に配置されてもよい。別法としておよび／または追加として、光ファイバーなどの導光体を、所望の位置から光を集めるために照明パネル４０内に配置してもよい。その場合、光センサー２４０Ｂは照明パネル４０の光ディスプレイ領域内に配置される必要はなく、例えば、照明パネル４０の裏面に配置できる可能性がある。さらに、照明パネル４０の異なる領域から光を集める異なる複数の導光体から光センサー２４０Ｂに光を変換するために、光スイッチが提供されてもよい。よって、単一の光センサーが、照明パネル４０上のさまざまな位置から光を連続的に集めるために使用されてもよい。
【００６４】
ＬＣＤパネル上の入力制御機器などのユーザー制御機器を用いて、色温度、明度、色相、その他などの、照明パネル４０の属性をユーザーが選択的に調節できるように、ユーザー入力値２５０を設定してもよい。
【００６５】
温度センサー２４０Ａは温度情報を色管理ユニット２６０および／またはコントローラ２３０に提供してもよく、色管理ユニット２６０および／またはコントローラ２３０は、ストリング２３内のＬＥＤチップ１６の既知の／予想明度対温度動作特性に基づいて、各ストリングによるおよび／または各色による基準で照明パネルからの光出力値を調節してもよい。
【００６６】
光センサー２４０Ｂのさまざまな構成を、図６Ａ〜６Ｄに示す。例えば、図６Ａの実施形態において、単一の光センサー２４０Ｂが照明パネル４０内に提供される。光センサー２４０Ｂを、照明パネル内の２つ以上のタイル／ストリングからの光の平均量を受け取れる位置に配置してもよい。
【００６７】
照明パネル４０の光出力特性に関するより広範囲のデータを得るために、２つ以上の光センサー２４０Ｂを使用してもよい。例えば、図６Ｂで示すように、棒状アセンブリ３０１つ当たり１つの光センサー２４０Ｂがあってもよい。その場合には、光センサー２４０Ｂを棒状アセンブリ３０の端部に置いてもよく、光センサー２４０Ｂが関連する棒状アセンブリ３０から放出される光の平均／総計量を受け取るように配置してもよい。
【００６８】
図６Ｃで示すように、光センサー２４０Ｂを照明パネル４０の発光領域の周辺内の１つまたは複数の位置に配置してもよい。しかしながら、いくつかの実施形態において、光センサー２４０Ｂを照明パネル４０の発光領域から離れて配置してもよく、照明パネル４０の発光領域内のさまざまな位置からの光は１つまたは複数の導光体を通じてセンサー２４０Ｂに送られてもよい。例えば、図６Ｄで示すように、照明パネル４０の発光領域内の１つまたは複数の位置２４９からの光は、タイル１０を通っておよび／または横切って延長できる光ファイバーなどの導光体２４７によって発光領域から離れた場所へ送られる。図６Ｄで示される実施形態において、導光体２４７は、コントローラ２３０からのおよび／または色管理ユニット２６０からの制御信号に基づいて光センサー２４０Ｂに接続する、特定の導波路２４７を選択する光スイッチ２４５で終端する。しかしながら、光スイッチ２４５はオプションであり、導光体２４５のそれぞれは光センサー２４０Ｂで終端してもよい。さらなる実施形態において、光スイッチ２４５の代わりに、導光体２４７は、導光体２４７で受け取った光を結合し結合された光を光センサー２４０Ｂに提供する、光コンバイナで終端してもよい。導光体２４７は、タイル１０を部分的に横切っておよび／または通って延びてもよい。例えば、いくつかの実施形態において、導光体２４７は、さまざまな光収集位置までパネル４０の後ろを走り、このような位置でパネルを通り抜けてもよい。さらに、光センサー２４０Ｂはパネルの前側に（即ち、パネル４０の照明デバイス１６が取り付けられる側に）またはパネル４０および／またはタイル１０および／または棒状アセンブリ３０の裏側に取り付けられてもよい。
【００６９】
図７を参照すると、電流ドライバー２２０は、複数の棒ドライバー回路３２０Ａ〜３２０Ｄを含んでもよい。１つの棒ドライバー回路３２０Ａ〜３２０Ｄは、照明パネル４０内のそれぞれの棒状アセンブリ３０に対して提供されてもよい。図７で示される実施形態において、照明パネル４０は４本の棒状アセンブリ３０を含む。しかしながら、いくつかの実施形態において、照明パネル４０は９本の棒状アセンブリ３０を含んでもよく、この場合には電流ドライバー２２０は９個の棒ドライバー回路３２０を含んでもよい。図８で示すように、いくつかの実施形態において、それぞれの棒ドライバー回路３２０は４個の電流供給回路３４０Ａ〜３４０Ｄ、即ち、対応する棒状アセンブリ３０のそれぞれのＬＥＤストリング２３Ａ〜２３Ｄに対して１個の電流供給回路３４０Ａ〜３４０Ｄを含んでもよい。電流供給回路３４０Ａ〜３４０Ｂの動作は、コントローラ２３０からの制御信号３４２によって制御されてもよい。
【００７０】
電流供給回路３４０Ａ〜３４０Ｂは、それぞれのストリング１３に対するパルス幅変調信号ＰＷＭがロジックＨＩＧＨである間に、対応するＬＥＤストリング１３に電流を供給するように構成される。したがって、それぞれのタイミングループに対して、ドライバー２２０内のそれぞれの電流供給回路３４０のＰＷＭ入力値はタイミングループの最初のクロックサイクルにおいてロジックＨＩＧＨに設定される。コントローラ２３０内のカウンタが、ＬＥＤストリング２３に対応するコントローラ２３０のレジスタ内に保存されている値に達するとき、特定の電流供給回路３４０のＰＷＭ入力値は、ロジックＬＯＷに設定され、よって対応するＬＥＤストリング２３への電流をオフにする。故に、照明パネル４０内のそれぞれのＬＥＤストリング２３は同時にオンにされてもよいが、ストリングは、所与のタイミングループ中の異なる時間にオフにされてもよく、このことはタイミングループ内でＬＥＤストリングに異なるパルス幅を与えることになる。ＬＥＤストリング２３の見かけの明度はＬＥＤストリング２３の負荷サイクル、即ちＬＥＤストリング２３に電流を供給しているタイミングループの比に近似的に比例してもよい。
【００７１】
ＬＥＤストリング２３は、それがオンされている期間中は実質的に一定の電流を供給されてもよい。電流信号のパルス幅を操作することによって、ＬＥＤストリング２３を通る平均電流を、オン状態電流を実質的に一定の値に保ちながらであっても変更できる。よって、印加される電流とともに変化する可能性があるＬＥＤストリング２３内のＬＥＤ１６の主波長は、ＬＥＤ１６を通る平均電流が変わっても、実質的に安定した状態を保つ可能性がある。同様に、ＬＥＤストリング２３によって消費される単位電力当たりの光束は、例えば、ＬＥＤストリング２３の平均電流が可変電流源を使用して操作されている場合よりも、さまざまな平均電流レベルにおいて一定のままである可能性がある。
【００７２】
特定のＬＥＤストリングに対応するコントローラ２３０のレジスタ内に保存されている値は、通信リンク２３５を通じて色管理ユニット２６０から受け取る値に基づいてもよい。別法としておよび／または追加として、レジスタ値は、センサー２４０からコントローラ２３０によって直接サンプリングされる値および／または電圧レベルに基づいてもよい。
【００７３】
いくつかの実施形態において、色管理ユニット２６０は、コントローラ２３０によってタイミングループ内のサイクル数に基づいてレジスタ値に変えられてもよい、負荷サイクルに対応する値（即ち、０から１００までの値）を提供してもよい。例えば、色管理ユニット２６０は、特定のＬＥＤストリング２３が５０％の負荷サイクルを有すべきであるということを、通信リンク２３５を介してコントローラ２３０に指示する。もしタイミングループが１０、０００クロックサイクルを含むならば、そのときコントローラがそれぞれのクロックサイクルとともにカウンタを増加させると仮定すると、コントローラ２３０は、この特定のＬＥＤストリングに対応するレジスタ内に５０００の値を保存してもよい。よって、特定のタイミングループ内では、カウンタはループの初めにゼロにリセットされ、ＬＥＤストリング２３に働きかけている電流供給回路３４０に適切なＰＷＭ信号を送ることによってＬＥＤストリング２３はオンにされる。カウンタが５０００の値まで到達したとき、電流供給回路３４０に対するＰＷＭ信号はリセットされ、よってＬＥＤストリングをオフにする。
【００７４】
いくつかの実施形態において、ＰＷＭ信号のパルス繰返し周波数（即ち、パルス繰返し速度）は６０Ｈｚを超えてもよい。特定の実施形態において、ＰＷＭ周期は、２００Ｈｚ以上の全てのＰＷＭパルス繰返し周波数に対して５ｍｓ以下でもよい。カウンタが単一のタイミングループ内で１００回だけ増加されるように、遅延時間がループ内に含まれてもよい。よって、所与のＬＥＤストリング２３に対するレジスタ値は、ＬＥＤストリング２３に対する負荷サイクルに直接対応してもよい。しかしながら、ＬＥＤストリング２３の明度が適切に制御されるならば、任意の適切なカウントプロセスが使用されてもよい。
【００７５】
コントローラ２３０のレジスタ値は、変化するセンサー値を考慮するために、時々更新されてもよい。いくつかの実施形態において、更新されるレジスタ値は、１秒当たり複数回色管理ユニット２６０から得られてもよい。
【００７６】
さらに、コントローラ２３０によって色管理ユニット２６０から読み出されるデータは、所与のサイクル内に生じる変化量を制限するためにフィルターにかけられてもよい。例えば、変化した値が色管理ユニット２６０から読み出されるとき、従来のＰＩＤ（比例−積分−微分）フィードバックコントローラでのように、誤差値は計算されて一定の基準で増減され、比例制御（「Ｐ」）を提供してもよい。さらに、誤差信号は、ＰＩＤフィードバックループでのように、積分および／または微分方式で増減されてもよい。変化した値のフィルタリングおよび／または増減は、色管理ユニット２６０内でおよび／またはコントローラ２３０内で実施されてもよい。
【００７７】
いくつかの実施形態において、ディスプレイシステム２００の補正は、例えば、光センサー２４０Ｂからの信号を使用して、ディスプレイシステム自身（即ち、自己補正）によって実施されてもよい。しかしながら、本発明のいくつかの実施形態においては、ディスプレイシステム２００の補正は、外部補正システムによって実施されてもよい。
【００７８】
ユーザー入力値２５０は、照明パネル４０によって表示される色度点を特定してもよい。システム全体の性能を向上させるためには、照明パネル４０によって表示される色域を制限することが望ましい可能性がある。このことは、多数の計算が補正プロセスにおいて実施される閉ループ制御モードにとって特に重要である可能性がある。
【００７９】
例えば、図９Ａは、１９３１ＣＩＥ色度図の近似的表現である。１９３１ＣＩＥ色度図は、すべての可視色が一組の（ｘ、ｙ）座標によって一意的に表される二次元色空間である。他の二次元色空間は、当技術分野で既知である。
【００８０】
図９Ａを参照すると、完全に飽和した（即ち、純粋な）色は、チャート上を３８０ｎｍから７００ｎｍまで走る波長数によって示されるように、１９３１ＣＩＥ色度図の外側エッジに位置する。白色である、完全に不飽和な光は、チャートの中心近くに見いだされる。黒体放射曲線４２０（図９Ａで部分的近似として示される）は、さまざまな温度で黒体放射体によって放出される光の色度点を表示している。黒体放射曲線４２０は、ＣＩＥ図の「白色」領域を通り抜けて走る。したがって、いくつかの「白色」点は、いくつかの特定の色温度と関連する可能性がある。
【００８１】
照明パネルシステム２００の例となる実際の色域、即ち、照明パネルシステム２００によって潜在的に表示できる可能性がある色の範囲は、図９Ａで三角形４０５として示される。実際の色域は、バックライト４０で使用されるＬＥＤ光源の波長および飽和度によって決定される。図９Ａで示されるＣＩＥ色度図はまた、本発明のいくつかの実施形態における照明パネルシステム２００に対する可能な限定色域または領域４００Ａも示す。
【００８２】
領域４００Ａは、ｘ−座標およびｙ−座標が定義された範囲内に入る領域として定義されてもよい。いくつかの実施形態において、定義された範囲は矩形を含んでもよい。例えば、ｘ座標は、ｘが第１の限界以上（ｘ≧ｘｌｉｍ１）でありかつｘが第２の限界以下（ｘ≦ｘｌｉｍ２）であるように制限されてもよい。同様に、ｙ座標は、ｙが第１の限界以上（ｙ≧ｙｌｉｍ１）でありかつｙが第２の限界以下（ｙ≦ｙｌｉｍ２）であるように制限されてもよい。
【００８３】
特に、図９Ａで示される領域４００Ａは、次式によって定義される矩形４１０Ａによって境界を示されてもよい。
０．２６≦ｘ≦０．３８          （１）
０．２６≦ｙ≦０．３８          （２）
【００８４】
もしユーザーが、例えばユーザー入力値２５０から、領域４００Ａ外の色度点（点Ａなど）を要求するならば、ユーザーによって選択される点の座標は、矩形４１０Ａ内／上の最近接点（例えば点Ｂ）に自動的に変換されてもよい。この場合には、要求点Ａのｘ−座標は、実際の色度点（点Ｂ）が矩形４１０Ａのエッジにあるように０．３８まで低減されることになる。
【００８５】
図９Ａで例示される例では、点Ａのｘ−座標だけが、式（１）および（２）によって定義される許容範囲外にある。よって、修正された色度点Ｂは、要求された色度点Ａのｘ−座標だけを制限することによって得られてもよい。これに対し、要求された色度点Ａ’のｘ−およびｙ−座標の両方は、領域４００Ａによって定義される許容範囲外である。よって、要求された色度点Ａ’のｘ−およびｙ−座標の両方は、修正された色度点Ｂ’が矩形４１０Ａの角部に位置するように修正されてもよい。
【００８６】
矩形４１０Ａによって囲まれる領域４００Ａは、ＬＣＤバックライトのための白色点に対応する黒体曲線の望ましい領域を含んでもよい。しかしながら、矩形４１０Ａによって定義される領域に加えて他の領域も選択できる可能性がある。
【００８７】
さらに、制限領域は、四角形に加えて他の方法で定義されてもよい。例えば、図９Ｂで示されるように、制限領域４００Ｂは、参照色度点Ｃから所定の距離（ｒ）内のすべての色度点として円形４１０Ｂによって定義されてもよい。もしユーザーが領域４００Ｂ外の色度点（点Ａなど）を要求するならば、ユーザーによって選択される点の座標は、円形４１０Ｂ内／上の最近接点（例えば点Ｂ）まで変換されてもよい。ある場合には、要求色度点は、修正色度点（点Ｂ）が円形４１０Ｂのエッジにあることになるように、目標色度点が点Ｂで領域４００Ｂのエッジにちょうど達するまで、特定色度点Ａから中心色度点Ｃまで導かれる線に沿って変換されてもよい。
【００８８】
図９Ｃを参照すると、制限領域４００Ｃは、規則的なまたは不規則な多角形４１０Ｃによって定義されてもよい。もしユーザーが領域４００Ｃ外の色度点（点Ａなど）を要求するならば、ユーザーによって選択される点の座標は、多角形４１０Ｃ内／上の最近接点（例えば点Ｂ）まで変換されてもよい。ある場合には、要求色度点は、実際の色度点（点Ｂ）が多角形４１０Ｃのエッジにあることになるように、目標色度点が点Ｂで領域４００Ｃのエッジにちょうど達するまで、特定色度点Ａから多角形４１０Ｃ上の最近接点の方へ変換されてもよい。いくつかの実施形態において、色度点が多角形４１０Ｃ内／上に、例えば点Ｂ’にあるまで、色度点は、参照色度点（例えば点Ｃ）の方へ変換されてもよい。
【００８９】
図９Ｄを参照すると、制限領域４００Ｄは、黒体放射曲線４２０から前もって決定した距離内のすべての色度点として定義されてもよい。もしユーザーが、黒体放射曲線４２０から所定の距離内のすべての点を定義する領域４００Ｄ外の色度点（点Ａなど）を要求するならば、ユーザーによって選択される点の座標は、色度点が黒体放射曲線４２０から前もって決定した距離内（例えば点Ｂ）まで、黒体放射曲線４２０上の最近接点へ変換されてもよい。いくつかの実施形態において、色度点が黒体放射曲線４２０から前もって決定した距離内に、例えば点Ｂ’になるまで、色度点は、参照色度点（例えば点Ｃ）の方へ変換されてもよい。
【００９０】
上述の基準の任意の組合せを含め、他の基準が、制限領域の範囲を定義するために使用されてもよい。例えば、制限領域は、黒体放射曲線４２０から前もって決定した距離内のおよび定義された色度点の前もって決定した距離内のすべての色度点、黒体放射曲線４２０から前もって決定した距離内のおよび１９３１ＣＩＥ色度図上で前もって決定した間隔内のｘ−座標（例えば、０．２６０＜ｘ＜０．３８０）を有するすべての色度点、その他として定義されてもよい。
【００９１】
動作のフローチャートは、図１０で示される。そこで示されるように、例えば、ユーザー入力２５０によって色度点要求をコントローラ２３０が受け取る（ブロック１３１０）。ディスプレイ２００が取り付けられているコンピュータシステムユニットからなど、他のソースから色度点要求をコントローラ２３０が受け取ってもよい。コントローラ２３０は要求色度点を分析し、色度点が許容限界内であるかどうかを決定する（ブロック１３２０）。例えば、コントローラ２３０は、要求色度点が、四角形または他の多角形、特定色度点から前もって決定した距離内、黒体放射曲線から所定の距離内、その他などの制限領域４００内に位置するかどうかを決定してもよい。
【００９２】
もし要求色度点が許容領域内でないならば、コントローラ２３０は、要求色度点に基づいて修正色度点を計算する（ブロック１３３０）。最初のまたは修正色度点は次いで、コントローラ２３０によって照明パネル４０に適用される（ブロック１３４０）。
【００９３】
いくつかの実施形態において、システムは、ユーザーが前もって決定した色度設定点（例えば、Ｄ６５設定点、Ｄ５５設定点、その他）のうちからおよび／または前もって決定した色温度からだけ選択できるようにしてもよい。前もって決定した設定点は、従来のＬＣＤディスプレイモニターにも組み込まれていた。しかしながら、従来のＬＣＤディスプレイでは、その機能性は、バックライトの色度点を変えることによっては実施されず、むしろＬＣＤシャッターの負荷サイクルを変えることによって実施される。例えば、従来のＬＣＤでは、色度設定点は、ディスプレイの色度点の見かけの変化をもたらすために、１つの色のＬＣＤシャッターの負荷サイクルに対する別の色のシャッターの相対的な負荷サイクルを変更することによって調節できる。しかしながら、従来の手法は、色の１つが別の色と比較して暗くなる可能性があるので、ディスプレイの効率および／または明度を低減する可能性がある。本発明のいくつかの実施形態では、ユーザーが、ＬＣＤシャッターの動作を変更する必要なく、バックライトの色度設定点を直接変えることができる可能性があり、それは、ディスプレイの複雑さを低減しおよび／またはディスプレイの効率を向上させる可能性がある。
【００９４】
図面および明細書では、本発明の典型的な実施形態が開示されて、特定の用語が用いられるが、それらは、限定の目的のためではなく一般的なおよび説明的な意味でのみ使用され、本発明の範囲は、次の特許請求の範囲で説明されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年3月13日(2009.3.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の固体発光デバイスを含むバックライトユニットを制御する方法であって、
前記バックライトユニットの色度点を要求色度点に設定するための要求を受け取ることと、
前記要求色度点が、前記バックライトユニットの実際の色域よりも小さい色度点の許容範囲の内であるかどうかを決定することと、
前記要求色度点が前記許容範囲の外であることに応じて、前記許容範囲内である修正色度点を前記要求色度点に応じて選択することと、
前記バックライトユニットの色度点を前記修正色度点に設定することと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記許容範囲は、二次元色空間を参照して定義されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記許容範囲は、前記二次元色空間内の矩形として定義されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記色空間は、１９３１ＣＩＥ色度図によって表され、前記許容範囲は、座標（ｘ、ｙ）を有する色度点として定義され、ただしｘｌｉｍ１≦ｘ≦ｘｌｉｍ２およびｙｌｉｍ１≦ｙ≦ｙｌｉｍ２であることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
０．２６≦ｘ≦０．３８および０．２６≦ｙ≦０．３８であることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記要求色度点のｘ−座標がｘ−座標の許容範囲内に入るかどうかを決定することと、
前記要求色度点の前記ｘ−座標がｘ−座標の前記許容範囲内に入らない場合、許容可能なｘ−座標の前記範囲内で前記要求色度点のｘ−座標に最も近いｘ−座標として前記修正色度点のｘ−座標を設定することと
をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記要求色度点のｙ−座標がｙ−座標の許容範囲内に入るかどうかを決定することと、
前記要求色度点の前記ｙ−座標がｙ−座標の前記許容範囲内に入らない場合、許容可能なｙ−座標の前記範囲内で前記要求色度点のｙ−座標に最も近いｙ−座標として、前記修正色度点のｙ−座標を設定することとをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記許容範囲は、参照色度点から距離ｒ内の色度点を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項９】
前記修正色度点を選択することは、前記修正色度点と前記参照色度点の間の線に沿って、前記許容範囲内に入るまで前記要求色度点を変換することを含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記許容範囲は、規則的なまたは不規則な多角形によって記述される領域内に入る色度点を含むとして定義されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項１１】
前記修正色度点を選択することは、前記多角形の表面上の最近接点の方へ、前記許容範囲内に入るまで前記要求色度点を変換することを含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記修正色度点を選択することは、参照色度点の方へ、前記許容範囲内に入るまで前記要求色度点を変換することを含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記許容範囲は、黒体放射曲線から前もって決定された距離内である色度点として定義されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項１４】
前記修正色度点を選択することは、前記黒体放射曲線上の最近接点の方へ、前記許容範囲内に入るまで前記要求色度点を変換することを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記修正色度点を選択することは、参照色度点の方へ、前記許容範囲内に入るまで前記要求色度点を変換することを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
固体バックライトユニットであって、
複数の固体発光デバイスを含む照明パネルと、
前記固体発光デバイスの光出力を制御し、前記照明パネルに対する要求色度点を受け取り、前記要求色度点が前記バックライトユニットの実際の色域よりも小さい色度点の許容範囲の内であるかどうかを決定し、前記要求色度点が前記許容範の外であることに応じて、前記許容範囲内である修正色度点を選択し、および前記バックライトユニットの色度点を前記修正色度点に設定するように構成されたコントローラと
を含むことを特徴とする固体バックライトユニット。
【請求項１７】
前記照明パネルの光出力を測定し、前記光出力測定値を閉ループ制御システム内の前記コントローラに提供するように構成された光センサーをさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の固体バックライトユニット。
【請求項１８】
前記許容範囲は、二次元色空間内の円形および／または多角形を含むように定義されることを特徴とする請求項１６に記載の固体バックライトユニット。
【請求項１９】
前記コントローラは、前記多角形および／または円形の最近接点の方へ、前記許容範囲内に入るまで前記要求色度点を変換することによって前記修正色度点を選択するように構成されたことを特徴とする請求項１７に記載の固体バックライトユニット。
【請求項２０】
前記コントローラは、参照色度点の方へ、前記許容範囲内に入るまで前記要求色度点を変換することによって前記修正色度点を選択するように構成されたことを特徴とする請求項１７に記載の固体バックライトユニット。
【請求項２１】
複数の固体発光デバイスを含むバックライトユニットを制御する方法であって、
前記バックライトユニットの色度点を要求色度点に設定するための要求を受け取ることと、
前記要求色度点が、前記バックライトユニットの実際の色域よりも小さい色度点の許容範囲内であるかどうかを決定することと、
前記要求色度点が前記許容範囲外であることに応じて、前記許容範囲内である修正色度点を前記要求色度点に応じて選択することと、
前記バックライトユニットの色度点を前記修正色度点に設定することと
を含み、前記許容範囲は、二次元色空間内の矩形によって定義されることを特徴とする方法。
【国際調査報告】
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