CN101548581B - 发光二极管模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种LED模块(10)，其具有：导热的电路板(12)；至少一个LED芯片(14a～14f)，其安装在导热的电路板(12)上；至少一个温度传感器(24)，其安装在导热的电路板(12)上用于确定所述至少一个LED芯片(14a～14f)的温度；光学装置(16)，其设置在所述至少一个LED芯片(14a～14f)上并且安装在导热的电路板(12)上，其中光学装置(16)具有至少一个导光的区段(20)；其中LED模块(10)还具有设置在导热的电路板(12)上的光传感器(18)，该光传感器朝着所述至少一个导光的区段(20)设置，使得该光传感器能够感测在导光的区段(20)中引导的光。此外，本发明还涉及一种具有至少一个这种LED模块(10)的电路装置。

Description

发光二极管模块
技术领域
本发明涉及一种发光二极管(LED)模块，其具有：导热的电路板；至少一个LED芯片，其安装在导热的电路板上；至少一个温度传感器，其安装在导热的电路板上用于确定所述至少一个LED芯片的温度，一种光学装置，该光学装置设置在所述至少一个LED芯片上并且安装在导热的电路板上，其中光学装置具有至少一个导光的区段。此外，本发明还涉及一种具有至少一个这种LED模块的电路装置。
背景技术
本发明所涉及的问题基于的是，LED芯片(譬如使用于正面投影应用和背面投影应用的LED芯片)的效率一方面在工作时根据温度来改变而另一方面在使用寿命上改变。如果使用不同颜色的LED芯片，则由此改变了通过各个LED芯片的光叠加形成的总和光的色度坐标。
在所谓的DMD(数字镜设备＝微镜设备)中，现有技术中在所谓池槽(Sumpf)中测量由LED芯片发出的光，即在如下的位置上测量：当光并未要通过光学系统向外引导时，该光通过镜被偏转到该位置上。在此，在池槽中于是安置有光传感器，该光传感器可以测量光中的变化。
该现有技术的缺点是，在池槽中安置的光传感器的灵敏区域必须与LED芯片发出的光相协调。现在，当使用与LED模块并不匹配的光传感器时，这导致错误的测量结果。于是，当要基于由光传感器提供的信号来控制例如要将LED芯片发出的光的色度坐标和/或亮度保持恒定的调节回路时，则并不能保证这种调节回路的可靠运行。当匹配的光传感器被错误调整地安装在池槽中时，出现相应的情况。结果是对用于调节的调节回路的费事的匹配或者麻烦的事后调整。
发明内容
因此，本发明的任务在于改进这种类型的LED模块，使得能够更可靠地实现调节由LED芯片发出的光的特性。
该任务通过根据本发明实施例的LED模块来解决。
本发明基于如下知识：当光传感器已经是LED模块的一部分时，能够实现比在现有技术中公开的方法的情况下更为可靠的调节。根据本发明，LED模块相应地具有设置在导热的电路板上的光传感器，该光传感器朝着至少一个导光的区段设置为使得其可以感测在导光的区段中引导的光。
由此在制造方保证了始终提供与相应LED芯片匹配的光传感器，用于对由LED芯片发出的光的至少一个特性进行调节。此外，该光传感器已在制造方被正确地调整，因此排除了错误测量。调节回路的事后匹配或者费事的事后调整可以省去。此外，由于光传感器安装在导热的电路板上，在该电路板上已安装有温度传感器以及LED芯片，所以这几乎可以在工作过程中被解决。如在现有技术中所需的将光传感器费事地置于池槽中(即在某个环境内费事地设置单个的电子器件)以及对此所需的布线由此可以省去。
优选地，导热的电路板显现出层状结构，其中一层、尤其是芯由金属构成，优选由铝或者铜构成。由此，可以实现良好的导热性，使得唯一的温度传感器就足够，该温度传感器能够实现确定所述至少一个LED芯片和光传感器的温度。由此，可以构建完全被校准的系统，该系统已经在制造中可以进行测量，必要时被校正并且在其无差错性方面进行评价。伴随现有技术中的LED模块的、由于使用有误差的或者不合适的或者错误调整的光传感器而造成的不确定性由此已经可以在制造方被排除。
优选地，光学装置的至少一个导光的区段、尤其是整个光学装置由导光的材料构成。这种导光的材料优选包括如下材料：譬如玻璃、树脂玻璃以及其他导光的塑料。该光学装置在已提及的DMD的优选应用领域中用于将所述至少一个LED芯片的光偏转到微显示器上。
光传感器优选设置在导光的区段与导热的电路板之间。这开创了如下可能性：在一个工序中将光传感器与其他器件一同安装在电路板上，其中在另一工序中将光学装置设置在电路板上。在光传感器的区域中，因此光学装置具有如下区段：该区段考虑了光传感器的高度(并且按照光传感器的宽度也考虑了其宽度)。
在此特别优选的是，光学装置具有至少一个边缘和至少一个透镜，其中导光的区段由边缘构成，其中该边缘朝着透镜设置，使得在边缘中引导与通过透镜射入的光相关的光。由于最后射到光传感器上的散射光与所发射的光(该光为通过透镜的光)的比例基本上恒定，所以校准是可能的。射到光传感器上的光因此可以可靠地用于评价通过透镜射入的光的特性。
LED模块优选包括多个LED芯片，其中LED芯片被设计为发出不同颜色或者相同颜色的光。在投影应用的情况下特别优选的是，将LED芯片针对红、绿和蓝颜色而设计。
如已提及的那样，在一个优选实施形式中，温度传感器可以设置为使得其也适于确定光传感器的温度。然而，也可以设计的是，另一温度传感器设计用于确定光传感器的温度。由此，可以对系统进行更为精确的测量并且由此进行校准，尤其是涉及紧接着接通根据本发明的LED模块之后的阶段，其中在该阶段中光传感器和LED模块由于热传递的惰性还未达到相同的温度。
根据第二方面，本发明也涉及具有至少一个根据本发明的LED模块的电路装置。
特别优选地，这种电路装置还具有调节装置，该调节装置设计为根据由光传感器提供的信号确定由所述至少一个LED芯片发出的光的至少一个特性的实际值，并且将该实际值调节到由额定值预先给定装置提供的、所述至少一个特性的额定值上。对于本领域技术人员而言，已知了适合于此的相关调节算法。例如可以参考在(在此请使用官方文件号)2005P18144中所提出的调节算法。
对其进行调节的所述至少一个特性优选是由所述至少一个LED芯片发出的光的亮度或者色度坐标。由此，在考虑到某些边界的情况下可以在所述至少一个LED芯片的使用寿命和温度上维持该特性。
特别优选地，在考虑到光传感器的温度的情况下进行调节。由此在调节时也可以调整通常也实现为半导体器件的光传感器的温度相关性，由此可以实现更为精确地将所述至少一个LED芯片的光的所述至少一个特性保持恒定。
根据本发明的LED模块或者根据本发明的电路装置基本上可以在所有投影应用中与图像调制器(DMD，LCD＝液晶装置，LOCS＝硅基液晶)无关地使用。此外，其也适于使用了LED模块的其他应用领域，例如使用在普通照明中(General lighting)。
其他有利的实施形式从从属权利要求中得到。
附图说明
现在在下面将参照附图进一步描述根据本发明的LED模块的实施例。其中：
图1以示意图示出了根据本发明的LED模块的结构；以及
图2以示意图示出了根据本发明的电路装置的结构。
具体实施方式
图1以示意图示出了根据本发明的LED模块10的结构。在此，在导热的电路板12上设置有多个LED芯片14a至14f，该电路板优选具有层状结构，其中一层(尤其是芯)由金属构成，优选由铝或者铜构成。LED芯片14a至14f可以发出不同颜色的光或者也可以发出相同颜色的光。在LED芯片上设置有初级光学系统作为光学装置，其中在此由光学上导光的材料构成的区域以阴影示出。根据本发明的LED模块10还具有光传感器18，该光传感器设置在光学装置16的边缘20中，使得通过光学装置16的透镜22的光的散射光射到光传感器18上。由光传感器18感测的光由此在至少一个特性方面与通过光学装置的透镜22的光相关，例如在亮度或者色度坐标方面相关。根据本发明的LED模块10还具有温度传感器24，该温度传感器朝着LED芯片14a至14f和光传感器18设置，使得其适于确定它们的温度。代替根据图1的实施形式所设置的一个温度传感器也可以设置至少两个温度传感器，以便能够实现更为精确地确定所述至少一个LED芯片14a至14f和光传感器18的温度。
图2以示意图示出了根据本发明的电路装置的结构。该电路装置包括至少一个根据本发明的LED模块10，该模块在自身方面包括光传感器18以及温度传感器24，并且在此包括两个LED芯片14a和14b。光传感器24和温度传感器18的测量值被输送给调节装置26，，该调节装置由额定值预先给定装置28提供而获得由LED芯片14a、14b发出的光的至少一个特性的至少一个额定值。在其中存储有相应的调节算法的调节装置26于是提供相应的信号给控制装置30，该控制装置在自身方面现在控制LED芯片14a、14b用于设置由额定值预先给定装置28所预先给定的至少一个额定值。

Claims (15)

1.一种LED模块(10)，具有：
-导热的电路板(12)；
-至少一个LED芯片(14a～14f)，其安装在导热的电路板(12)上；
-至少一个温度传感器(24)，其安装在导热的电路板(12)上，用于确定所述至少一个LED芯片(14a～14f)的温度；
-光学装置(16)，其设置在所述至少一个LED芯片(14a～14f)上并且安装在导热的电路板(12)上，其中光学装置(16)具有至少一个导光的区段(20)；
其特征在于，LED模块(10)还具有设置在导热的电路板(12)上的光传感器(18)，该光传感器朝着所述至少一个导光的区段(20)设置，使得该光传感器能够感测在导光的区段(20)中引导的光。
2.根据权利要求1所述的LED模块(10)，其特征在于，导热的电路板(12)具有层状结构，其中一层由金属构成。
3.根据权利要求1或者2所述的LED模块(10)，其特征在于，光学装置(16)的所述至少一个导光的区段(20)由导光的材料构成。
4.根据权利要求1或者2所述的LED模块(10)，其特征在于，光传感器(18)设置在导光的区段(20)与导热的电路板(12)之间。
5.根据权利要求4所述的LED模块(10)，其特征在于，光学装置(16)具有至少一个边缘(20)和至少一个透镜(22)，其中导光的区段由边缘(20)形成，其中该边缘(20)朝着透镜(22)设置，使得在该边缘(20)中引导与通过透镜(22)射入的光相关的光。
6.根据权利要求1或者2所述的LED模块(10)，其特征在于，LED模块(10)包括多个LED芯片(14a～14f)，其中LED芯片(14a～14f)被设计为发出不同颜色的光或者相同颜色的光。
7.根据权利要求1或者2所述的LED模块(10)，其特征在于，温度传感器(24)设置为使得其适于确定光传感器(18)的温度。
8.根据权利要求1或者2所述的LED模块(10)，其特征在于，设置有另一温度传感器用于确定光传感器(18)的温度。
9.根据权利要求1所述的LED模块(10)，其特征在于，导热的电路板(12)具有层状结构，其中芯由金属构成。
10.根据权利要求2或9所述的LED模块(10)，其特征在于，所述金属是铝或者铜。
11.根据权利要求1或者2所述的LED模块(10)，其特征在于，整个光学装置(16)由导光的材料构成。
12.一种电路装置，其具有至少一个根据上述权利要求中任一项所述的LED模块(10)。
13.根据权利要求12所述的电路装置，其特征在于，该电路装置还包括调节装置(26)，该调节装置设计为根据光传感器(18)提供的信号确定由所述至少一个LED芯片(14a～14f)所发出的光的至少一个特性的实际值，并且将该实际值调节到由额定值预先给定装置(28)提供的、所述至少一个特性的额定值。
14.根据权利要求13所述的电路装置，其特征在于，所述至少一个特性是由所述至少一个LED芯片(14a～14f)所发出的光的亮度或者色度坐标。
15.根据权利要求13所述的电路装置，其特征在于，在考虑到光传感器(18)的温度下进行调节。
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