JP2009004738A - 異なる出力スペクトルを伴う複数の白色ledを有する光源 - Google Patents

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Abstract

【課題】制御可能な色温度を有する光源を提供する。
【解決手段】第1および第2の構成要素光源とインタフェース回路とを有する固体光源、および、該固体光源を形成するための方法が開示されている。第1および第2の構成要素光源は、黒体放射曲線の異なる側にある第1および第2の色点を有する光を発する。第1および第2の構成要素光源は、第1の波長の光を発するLEDと、その光の一部を第2の波長の光へと変換する光変換材料からなる層とを備えている。インタフェース回路は、固体光源が第1または第2の色点よりも前記黒体放射曲線に近い色点を有するように第1および第2の構成要素光源に給電する。光源によって達することができる白色温度の範囲を広げるために第3の構成要素光源を含めることができる。
【選択図】図4

Description

発光ダイオード(LED)は、白熱ランプおよび蛍光光源などの従来の光源に取って代わる魅力的な候補である。LEDは、白熱ランプよりも高い光変換効率を有するとともに、両方のタイプの従来の光源よりも長い寿命を有する。また、現在、幾つかのタイプのLEDは蛍光光源よりも高い変換効率を有しており、また、更に高い変換効率が実験室で実証されてきた。
残念ながら、LEDは比較的狭いスペクトル帯域で光を形成する。したがって、任意の色を有する光源を形成するために、複数のLEDを有する複合光源がしばしば利用される。例えば、特定の色と適合するものとして知覚される発光を成すLEDベースの光源は、赤色、緑色および青色発光LEDからの光を組み合わせることによって構成することができる。様々な色の強度の比率は、人間の観察者によって知覚される光の色を設定する。
従来の照明システムに取って代わるためには、人間の観察者に対して「白色」にみえる光を生成するLEDベースの光源が必要とされる。白色に見え且つ蛍光光源の変換効率に相当する変換効率を有する光源は、青色光の一部を黄色光へ変換するリン光体の層で覆われる青色LEDから構成することができる。そのような光源は、以下の説明において「リン変換型」光源と称される。黄色光に対する青色光の比率が正しく選択される場合、結果として得られる光源は人間の観察者に対して白色にみえる。
残念ながら、そのようなリン変換型光源の均一性は、特に観察者によって同時に観察されるディスプレイを照明するために2つの白色LEDが使用される場合に問題を与える。全ての白色光源が同一にみえるとは限らない。例えば、白熱光は、「色温度」まで加熱される黒体によって近似されるスペクトルを発する。色温度が高くなるように光が操作される場合には、白色光が更に青みがかってみえる。色温度が低い場合、光は、更に赤みがかってみえるとともに、色温度が更に高い光よりも「暖かい」ように知覚される。
また、白色LEDは、青色光を変換するために使用される特定のリン光体とLEDを覆うリン光体の量とに応じて、それらの有効色温度も異なる。非常に僅かなリン光体がLEEDを覆っている場合には、光源が青みがかってみえる。これは、多量の青色光が変換されることなくLEDから逃げるからである。同様に、リン光体層が非常に厚い場合には、光源が黄色みを帯びてみえる。これは、非常に多くの青色光が変換されたためである。
LEDダイ上に横たわるリン光体の量、および、リン光体が照明される様式は、製造プロセス中において、バッチ毎におよび同じバッチで製造される光源間で大きく異なる可能性がある。その結果、個々のLEDは、それらの有効「色温度」が大きく異なる可能性がある。人間の観察者によって同時に観察されるディスプレイを照明するために互いに大きく異なる2つのLEDが使用される場合、発せられるスペクトルの違いは、しばしば、観察者にとって好ましくない。
この問題の大きさを減らすために多くの解決策が提案されてきた。最も簡単な解決策は、LEDを同様の色温度を有する複数のグループへと分類することである。しかしながら、そのような分類は、更なる試験を伴うとともに、光源の製造に関連付けられる在庫問題を増大させる。
他の解決策は、白色LEDと2つ以上の非リン変換型LEDとを組み合わせて、光源の有効色温度を調整するために更なるLEDが使用される光源を形成することを含む。例えば、米国特許出願第11/086,138号は、制御可能な色温度を有する光源を形成するために2つの赤色LEDが白色光源と組み合わされる方式を教示している。同様に、同時係属の米国特許出願第11/523,409号は、赤色、青色、および、緑色LEDと共に白色LEDを利用する制御可能な色温度の白色光源であって、赤色、青色、および、緑色LEDが色温度を調整するために使用される白色光源を教示している。
しかしながら、これらの解決策は、リン変換型白色LEDの光変換効率よりも低い光変換効率を有する光源をもたらす。光変換効率は、光源設計における重要な因子である。この説明のため、光源の光変換効率は、光源によって費やされる電気の1ワット当たりに生成される光量であると画定される。現在利用できるリン変換型白色光源は、白色光を生成する蛍光ランプの光変換効率よりも良好な光変換効率を達成する。これらの高い光変換効率は、青色LEDにおける改良の結果である。他のタイプのLEDの光変換効率は低いため、リン変換型白色LEDと非青色LEDとを組み合わせて使用すると、全体の光変換効率が更に低い光源をもたらす。
更に他の解決策が米国特許7,066,623において教示されている。この解決策は、黒体曲線付近で色が異なるLEDを形成するために様々な白色LEDが幾分異なる青色LEDを用いて形成される構成を利用する。この場合、複数のこれらのオフホワイト光源を有する複合光源は、LEDが同じ電流レベルで給電されるときにLEDのオフホワイト特性が効果的にキャンセルするように各LEDを検査してLEDをグループ化することにより構成される。様々なLEDを黒体放射曲線の両側に位置させるため、各色グループからの少なくとも1つのLEDが光源中に組み込まれる。そのため、結果として得られるLEDは、幾つかの白色LEDの強度に等しい強度を有する純白色のようにみえる。この解決策は、LEDが検査されて注意深く適合されることを必要とする。適合プロセスは、非効率的であり、時間がかかる。また、最終的な白色光源の色温度は、更なる分類およびグループ化を伴うことなく厳密に制御することができない。
本発明は、第1および第2の構成要素光源とインタフェース回路とを有する固体光源、および、該固体光源を形成するための方法を含む。第1の構成要素光源は、CIE1931色空間図における黒体放射曲線の一方側に第1の色点を有する光を発する。第1の構成要素光源は、第1の波長の光を発するLEDと、その光の一部を第2の波長の光へと変換する第1の光変換材料からなる第1の層とを含む。第2の構成要素光源は、CIE1931色空間図における黒体放射曲線の他方側に第2の色点を有する光を発する。第2の構成要素光源は、第1の波長の光を発するLEDと、その光の一部を第2の波長の光へと変換する第1の光変換材料からなる第2の層とを含む。インタフェース回路は、固体光源が第1または第2の色点よりも黒体放射曲線に近い色点を有するように第1および第2の構成要素光源に給電する。本発明の1つの態様において、固体光源は、第1および第2の色点を結び付けるライン上に位置しないCIE1931色空間図における第3の色点を有する光を発する第3の構成要素光源も含み、また、インタフェース回路は、第1、第2、および、第3の色点が黒体放射曲線の一部を含むCIE1931色空間図における三角形を画定するように第3の構成要素光源にも給電する。
本発明は、通常は不都合と考えられるLEDの特徴のうちの2つを使用して、それらをより一貫した白色を作り出すために適用する。1つの特徴は、前述したようにリン変換型白色LED間の変動であり、以下で更に詳しく説明する。第2の特徴は、せいぜい数ワット未満である単一LEDの比較的低い光出力であり、このことは、対象の殆どの光源が白熱光源または蛍光光源の光強度レベルに相当する光強度レベルを得るために複数のLEDを必要とすることを意味している。したがって、本発明によって必要とされる複数のLEDの使用は、現在使用中のシステムを越える著しく高いコストを伴わない。
図1は、現在一般に使用されているタイプのリン変換型LED源における典型的な従来の構造を示している。発光半導体ダイ12は基板14上のキャビティ内に実装されている。リン光体材料の粒子が、透明キャリア、一般的にはエポキシへと混合され、また、結果として得られる材料16は、キャビティ内のダイ上にわたって加えられ、そのキャビティを部分的に或いは完全に満たす。エポキシを硬化させるために熱および/またはUV光が加えられる。作動時、ダイから発せられる青色光がリン光体混合物中に入り込んで、その光の一部が青色から黄色へと変換され、結果として生じる波長の混合体がデバイスから放たれる。光は、例えば光線17として直接的に放たれ、あるいは、キャビティの側壁からの反射後に例えば光線18として放たれる。青色波長および黄色波長の混合体は、人間の観察者によって観察されると、白色の知覚を生み出す。青さ或いは黄色さの度合いは、光源の領域にわたって異なる点から出現する光が出くわすリン光体濃度分布によって決まる。
リン光体濃度は、多くの理由により、デバイス毎に異なっている。第1に、エポキシ硬化が完了するまで、リン光体粒子は、重力の影響下で沈んでいく傾向があり、それにより、垂直な濃度勾配が形成される。濃度勾配の違いは、黄色へ変換される青色光の割合の違い、および、視角による知覚色のばらつきをもたらす。第2に、各ウェル中に分配されるリン光体の量はまた、分配装置におけるエラーおよび/またはエポキシ−リン光体混合物を分配するためのリザーバ内でのリン光体粒子の沈降に起因して変化する。
第3に、リン光体生成物における粒径分布は、白色LEDにおいて現在利用されているリン光体においては、バッチ毎に異なってもいる。リン光体生成物は、前駆物質が非常に高い温度まで加熱された後にリン光体生成物を機械的に研削することにより生じるサイズで、一連のリン光体粒子を含む。得られるサイズ分布は、リン光体のバッチ毎に異なっている。リン光体粒子が光を散乱する度合いは、青色から黄色へと光を変換するのとは対照的に、粒径分布によって決まる。また、硬化前における分配リザーバ内および個々のLED内の両方での沈降の度合いは、粒径によって決まる。その結果、単一の製造バッチにおけるデバイス間で、および、バッチ間で、かなりの変動がある。更に、青色LEDは、生成される光の波長も異なる。これは、最終的な「白色」LEDの最終的な色に対して更なる変動を加える。
図2は、従来のCIE1931色空間図における黒体曲線を示している。多くの場合、21で示される黒体曲線上に位置し或いは該黒体曲線に非常に近い色点によってその出力を特徴付けることができる光源を形成することが望ましい。曲線21は、曲線21に沿って示される温度まで加熱される黒体によって形成される色点の軌跡である。非黒体源において、曲線21に沿う場所は、一般に、光源の相関色温度(CCT)と称される。これは、出力色が、該温度まで加熱される黒体からの出力色と同一になるように知覚されるからである。
本発明の1つの実施形態は、特定の青色光源およびリン光体から構成される白色LEDが色空間内の1つのラインに沿って存在する変動性を有しているという所見に基づいている。LEDのCCTを異ならせる様々な因子は、主に、黄色光に対する青色光の割合がLED毎に変わる結果であり、そのため、青色光の全てが黄色へ変換された場合に得られる光源に対して青色光源を結び付けるライン上に存在する。ここで、このラインに沿う点を示す図3を参照する。青色光のどれもが黄色へと変換されない光源が点34によって表わされている。同様に、青色光の全てがリン光体によって黄色光へと変換される光源が点33によって表わされている。実際には、個々のLEDは、ライン37に沿って存在する知覚色を有している。黄色光を殆ど有さない2つのLEDが31A−31Bで示され、また、非常に多くの黄色光を有する2つのLEDが32A−Bで示されている。LEDは、おそらく、39で示される領域に位置する色点を有するように設計された。
ライン37に沿って色点を有する2つのLEDから構成される光源について考える。これらのLEDのうちの一方が曲線21よりも上側に1つの色点を有し且つ他方のLEDが曲線21よりも下側にある1つの色点を有する場合には、2つのLEDの相対的な強度を調整することによって、領域39に1つの色点を有する光源を得ることができる。そのため、本発明のこの実施形態は、曲線21よりも上側に位置するLEDと曲線21よりも下側に位置するLEDとをペアにするとともに、結果として得られる複合光源が領域39に1つの色点を有するように各ペアにおけるLEDの相対的強度を変えることによって作動する。その結果、個々のLEDのCCTが大きく異なる場合でも、非常に均一なCCTを有する複合光源が得られる。
光源の一部であるコントローラによって2つのLEDに対する駆動電流の比率が制御されるため、曲線21上に位置する複合光源を設けるためにLEDの注意深い適合が必要とされない。一方のLEDが曲線よりも上側に位置し且つ他方のLEDが曲線よりも下側に位置している限り、2つのLEDを通じて流れる相対電流を調整して、曲線21上に或いは曲線21のごく近傍に1つの色点を与えることができる。したがって、本発明は、LEDを2つのグループに分けるためにLEDの大まかなスクリーニングだけを必要とする。この場合、光源は、各グループからの少なくとも1つのLEDから構成される。
前述したように、従来の光源に取って代わるように設計されたほぼ任意の実用的な光源は複数のLEDを利用しなければならない。これは、等価な照明レベルを与えるために任意の1つのLEDから利用できる光強度が非常に低いからである。また、本製造方法は、同様のCCTを有するLEDを得るために製造後にLEDが分類されることを要する。そのため、前述したようにLEDがペアにされる実施形態は、この方法を使用する光源を形成するために利用されるべきLEDの数或いは製造労力に関して、著しい更なるコストを必要としない。
ここで、本発明に係る光源の1つの実施形態を示す図4を参照する。光源40は、かなり異なる青色/黄色比率を有するバッチから選択される白色LEDからなる2つのグループ41および42を含む。各グループは、コントローラ45内に含まれる別個のドライバによって駆動される。
1つのグループ内の全てのLEDは、様々なLEDの光出力の互いに対する比率をそのグループ内で一定に維持する状態下で駆動される。例えば、1つの実施形態において、各グループ内のLEDは、1つのグループ内の各LEDが同じ電流を用いて駆動されるように直列に接続される。コントローラ45は、所望のCCTを有する光源を与えるために、駆動電流の比率を所定のレベルに維持する。
一方のグループ内のLEDは、これらのLEDを曲線21よりも下側の1つの点に配置する青色/黄色比率を有しており、また、他方のグループ内のLEDは、これらのLEDを曲線21よりも上側のライン37上の1つの点に配置する青色/黄色比率を有している。各グループ内のLEDは、ライン37上に位置する色点を有する複合光源と見なされてもよく、その場合、1つのそのような点が曲線21よりも上側にあり、1つのそのような点が曲線21よりも下側にある。コントローラ45は、所望のCCTが得られるようにこれらの2つの複合光源からの光出力の比率を維持する。
なお、個々のLEDの異なる青色/黄色比率は製造プロセスにおける変動の結果である可能性があり、あるいは、該比率は、各グループで異なる量のリン光体を使用することによって或いは僅かに異なるリン光体を使用することによって設計により異ならせることができる。
最も簡単な実施形態において、コントローラ45は、構成要素光源41および42のための駆動電流の所望の比率を記憶する。所望の比率が設定されると、コントローラ45は、駆動電流を所望の比率に維持するだけである。光源40が製造されるときに駆動比率が設定されると仮定すると、光源は、エンドユーザに対しては電源に接続される単なる光源のようにみえるとともに、給電時に所定のCCTおよび強度で光を供給する。
LEDが同じ速度で劣化する場合、簡単な実施形態は、光源40の寿命期間にわたって所望のCCTで光を供給する。しかしながら、LEDが劣化するにつれて、光源40からの光の全体の強度は経時的に減少する。他の実施形態において、光源40は光検出器44も含み、この光検出器44は、構成要素光源41および42によって生成される光を測定するとともに、各構成要素光源に対して供給される平均電流を調整し、それにより、2つの構成要素光源からの光の強度の比率が一定のままとなり、そのため、CCTが一定のままとなるようにする。また、最初の強度がLEDのピーク出力を十分に下回っている場合には、光源40の全体の光出力は光源の寿命期間にわたって一定のままである。経時的に、LEDの光出力は減少し、そのため、駆動電流を増大させる必要がある。更なる駆動電流を供給するため、最初の駆動電流は、LEDにおける最大駆動電流を下回っていなければならない。
光検出器44は、各構成要素光源によって生成される光を測定する。LEDの出力を測定するための多くの方式が技術的に知られており、そのため、これらの方式についてはここでは詳しく説明しない。構成要素光源を異なる周波数で変調することに基づく方式、または、異なる波長帯域で光の強度を測定するフォトダイオードを使用することに基づく方式を利用することができる。この説明のためには、各構成要素光源によって生成される光の強度を示す信号を光検出器44が生成することに留意すれば十分である。この場合、コントローラ45は、これらの測定された強度レベルを、各構成要素光源に対して供給される平均電流を調整することによって各構成要素光源の出力を正しいレベルに維持するサーボループで利用する。
前述した実施形態は、駆動電流の比率または維持されるべき構成要素光源からの光レベルを指定する値を記憶するコントローラ45に依存している。任意の所与の2つの構成要素光源に関してこの比率が決定されなければならない。比率は、較正コントローラ48を使用して光源40のCCTを測定することによって決定することができ、較正コントローラ48は較正光検出器を含み、較正光検出器の出力は、光源40における現在のCCTを決定するために較正コントローラ48によって利用できる。このシステムでは、較正コントローラ48によって、コントローラ45は、バス46を介して信号を送ることにより様々な駆動電流比率を利用する。較正コントローラ48は、これらの駆動電流比率のそれぞれに関して光源40の出力を測定する。その後、較正コントローラ48は、光検出器47の出力から正確な比率を決定し、その比率を、該比率を記憶するための命令と共に、コントローラ45へ通信する。
光源40が光検出器44を含む実施形態では、光検出器47を所望のCCTを有する光源と置き換えることができる。この場合、コントローラ45は、対象の光源を用いて照明されるときに光検出器44によって生成される信号W1およびW2を、サーボループのための目標値として利用する。すなわち、較正コントローラ48は、光検出器の出力の現在の値を記憶し且つその後の作動中にこれらの値を維持するようにコントローラ45へ信号を送る。
再び図3を参照されたい。青色光と黄色光とを混合することに基づく白色光源においては、一般に、2つのLEDの色点を結び付けるラインと黒体曲線との間にたった1つの切片が存在する。そのため、そのような光源によって到達できるCCTは1つだけである。しかしながら、特定の青色光源においては、異なる青色光源または黄色光源を用いて略水平なラインを得ることができる場合、かなりの温度差によって分けられる2つのCCTを有することができる場合がある。したがって、2つの構成要素光源に対する駆動力を調整して、それらの組み合わされた出力が2つの色温度のいずれかと適合するようにすることができる場合がある。この場合、2つの対応する色温度点に位置する2つの異なる基準光源のそれぞれにおいて前述した較正プロセスが実行されると仮定すると、コントローラ45への入力46を使用して、2つの「白色」温度のうちのいずれかを選択することができる。しかしながら、うまく分けられたかなりの数のCCTに達することができる実施形態は、2つの構成要素光源だけを用いて構成することができない。
うまく分けられたかなりの数のCCTに達することができる光源は、第3の構成要素光源が前述した光源に対して加えられる場合に構成することができる。ここで、3つのリン変換型構成要素光源を利用することによって達することができる色空間の領域を示す図5を参照する。最初の2つの構成要素光源は、前述した色点33および34間のライン上に位置している。これらの2つの構成要素光源は、54および56で示されており、前述した様式と類似する様式で構成される。すなわち、光源54および56は、白色または略白色となるように知覚される光を生成するために同じLEDおよびリン光体を利用するリン変換型光源から構成される。
52で示される色点を有する第3の構成要素光源は、構成要素光源の相対的強度を調整することによって達することができるCCTの範囲を55で示される領域まで広げるために利用される。領域55は黒体曲線のかなりの部分を含み、そのため、そのような光源は、リン変換型光源の変換効率の利点を維持しつつ所定の範囲のCCTを有する白色光源を与えることができる。
第3の構成要素光源は、残りの2つの構成要素光源と同じライン上にない色点を有していなければならず、そのため、異なるリン光体組成またはLEDを含んでいなければならない。例えば、青色光の一部を緑色へ変換するリン光体に伴って他の2つの白色LEDで使用される黄色リン光体を増大することができる。この場合も、所望の領域の黒体曲線を与えるために十分に変位される色点をLEDの平均が与える限り、構成要素光源は複数のそのようなLEDを含むことができる。あるいは、第3の構成要素光源は、他の2つの構成要素光源で使用されるLEDと緑領域のスペクトルで光を供給する更なるLEDとの組み合わせであってもよい。同じ黄色リン光体が異なる励起LEDと共に利用される他の実施形態も利用できる。
ここで、本発明の1つの実施形態に係る3つの構成要素光源を示す図6を参照する。光源60は3つの構成要素光源61、62および63から構成される。構成要素光源61および62は、これらの構成要素光源がかなり異なる青色/黄色比率を有するLEDから構成されるという点で前述した構成要素光源41および42と同様である。違いは、製造変化の結果、または、意図的に変えられたリン光体濃度の結果であってもよい。
構成要素光源63は、光源61および62に対応する色点を接続するライン上にない平均色点を有する複数のLEDから構成される。黒体放射曲線の少なくとも一部が3つの構成要素光源によって画定される三角形内に含まれるようにするため、光源63における色点は、光源61および62に対応する色点を接続するラインから十分に変位されるように選択される。
コントローラ65は、構成要素光源の強度の互いに対する比率が一定に保たれるように、好ましくは所望のCCTに対応する黒体放射曲線上の点に保たれるように、光源を駆動する。光源60が異なるリン光体系を有するLEDまたは異なるLEDタイプを含むため、構成要素光源63が構成要素光源61および62の速度とは異なる速度で劣化する場合がある。そのため、各構成要素光源から出力される実際の光を監視し且つ光源をサーボ制御して色点を所望のCCTに維持するためにコントローラ65が光検出器64を利用する実施形態は、光源60の寿命期間にわたって色ずれを防止するべく構成することができる。
光源60は、前述した様式と同様の様式で較正することができる。なお、光源60は所定の範囲のCCTを得ることができるため、光源の作動中にCCTを変えることができる実施形態も可能であることに留意されたい。この場合、コントローラ65は、サーボループで使用されるべき目標値を様々なCCTにおいて与える較正曲線を含む。その後、所望のCCTを指定する信号をバス66を介して送ることができる。
本発明に対する様々な改良は、前述した説明および添付図面から当業者に明らかとなる。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
従来技術の白色光LEDの断面図である。 幾つかの特定の色温度点を示すCIE1932色空間図の表示である。 一対の白色LEDに対応する点を示すCIE1932色空間図の表示である。 本発明の好ましい実施形態の概略図である。 3つの白色LEDの組に対応する点を示すCIE1932色空間図の表示である。 本発明の第2の好ましい実施形態の概略図である。

Claims (9)

  1. 固体光源であって、
    CIE1931色空間図における黒体放射曲線の一方側に第1の色点を有する光を発する第1の構成要素光源であって、第1の波長の光を発するLEDと、その光の一部を第2の波長の光へと変換する第1の光変換材料からなる第1の層とを備える第1の構成要素光源と、
    CIE1931色空間図における前記黒体放射曲線の他方側に第2の色点を有する光を発する第2の構成要素光源であって、前記第1の波長の光を発するLEDと、その光の一部を前記第2の波長の光へと変換する前記第1の光変換材料からなる第2の層とを備える第2の構成要素光源と、
    前記固体光源が前記第1または第2の色点よりも前記黒体放射曲線に近い色点を有するように前記第1および第2の構成要素光源に給電するインタフェース回路であって、前記第1の構成要素光源を通じて流れる第1の平均電流を設定すると共に、前記第2の構成要素光源を通じて流れる第2の平均電流を設定し、前記第1の平均電流が前記第2の平均電流と異なる、インタフェース回路と、
    を備える固体光源。
  2. 前記インタフェース回路は、前記第1の構成要素光源によって生成される光の第1の強度を示す第1の信号と、前記第2の構成要素光源によって生成される光の第2の強度を示す第2の信号とを生成する光検出器と、前記第1および第2の信号を第1および第2の目標値に維持するように前記第1および第2の平均電流を変えるためのコントローラとを備える、請求項1に記載の固体光源。
  3. 前記第1および第2の色点を結び付けるライン上に位置しないCIE1931色空間図における第3の色点を有する光を発する第3の構成要素光源を更に備え、前記インタフェース回路が前記第3の構成要素光源にも給電する、請求項1に記載の固体光源。
  4. 前記第1、第2、および、第3の色点は、前記黒体放射曲線の一部を含む前記CIE1931色空間図における三角形を画定する、請求項3に記載の固体光源。
  5. 前記第3の構成要素光源は、前記第1の波長の光を発するLEDと、前記第1の光変換材料とは異なる第2の光変換材料とを備える、請求項3に記載の固体光源。
  6. 前記第3の構成要素光源は、前記第1の波長とは異なる波長の光を発するLEDを備える、請求項3に記載の固体光源。
  7. 前記インタフェース回路は、前記第1、第2、および、第3の構成要素光源のそれぞれによって生成される光の第1、第2、および、第3の強度を示す第1、第2、および、第3の信号を生成する光検出器と、前記第1、第2、および、第3の信号を第1、第2、および、第3の目標値にそれぞれ維持するように前記第1、第2、および、第3の平均電流を変えるためのコントローラとを備える、請求項3に記載の固体光源。
  8. 固体光源を製造する方法であって、
    CIE1931色空間図における黒体放射曲線の一方側に第1の色点を有する光を発する第1の構成要素光源であって、第1の波長の光を発するLEDと、その光の一部を第2の波長の光へと変換する第1の光変換材料からなる第1の層とを備える第1の構成要素光源を設けるステップと、
    CIE1931色空間図における前記黒体放射曲線の他方側に第2の色点を有する光を発する第2の構成要素光源であって、前記第1の波長の光を発するLEDと、その光の一部を前記第2の波長の光へと変換する前記第1の光変換材料からなる第2の層とを備える第2の構成要素光源を設けるステップと、
    前記第1および第2の構成要素光源がそれらの電力レベルで給電されるときに、前記固体光源が前記第1または第2の色点よりも前記黒体放射曲線に近い色点を有するように前記第1および第2の構成要素光源のための第1および第2の電力レベルをそれぞれ決定するステップと、
    前記第1および第2の構成要素光源にそれらの電力レベルで給電するインタフェース回路を設けるステップと、
    を含む方法。
  9. 前記インタフェース回路は、波長の第1および第2の帯域における光強度を示す信号を生成する光検出器を備え、前記電力レベルは、前記光検出器が所定の色点を有する光で照明されるときに前記信号の値を記憶することによって決定される、請求項8に記載の方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010147318A (ja) * 2008-12-19 2010-07-01 Stanley Electric Co Ltd 半導体発光装置及び駆動方法
JP2013524532A (ja) * 2010-04-08 2013-06-17 クリー インコーポレイテッド 調整可能な色度を有する発光デバイス及びシステム並びに発光デバイス及びシステムの色度を調整する方法
JP2013536564A (ja) * 2010-08-27 2013-09-19 シカト・インコーポレイテッド 任意の光源に対して調色したledベース照明モジュール
JP2015521358A (ja) * 2012-05-29 2015-07-27 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 調節可能な照明システム

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9793247B2 (en) 2005-01-10 2017-10-17 Cree, Inc. Solid state lighting component
US9070850B2 (en) 2007-10-31 2015-06-30 Cree, Inc. Light emitting diode package and method for fabricating same
US7821023B2 (en) * 2005-01-10 2010-10-26 Cree, Inc. Solid state lighting component
US9335006B2 (en) 2006-04-18 2016-05-10 Cree, Inc. Saturated yellow phosphor converted LED and blue converted red LED
US10295147B2 (en) 2006-11-09 2019-05-21 Cree, Inc. LED array and method for fabricating same
US9425172B2 (en) 2008-10-24 2016-08-23 Cree, Inc. Light emitter array
US8022631B2 (en) * 2008-11-03 2011-09-20 General Electric Company Color control of light sources employing phosphors
PL2347172T3 (pl) * 2008-11-06 2020-09-07 Signify Holding B.V. Urządzenie oświetleniowe
DE102008064073A1 (de) 2008-12-19 2010-06-24 Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Herstellung einer Mehrzahl von LED-Beleuchtungsvorrichtungen und LED-Beleuchtungsvorrichtung
US7982409B2 (en) 2009-02-26 2011-07-19 Bridgelux, Inc. Light sources utilizing segmented LEDs to compensate for manufacturing variations in the light output of individual segmented LEDs
FR2942899B1 (fr) * 2009-03-03 2011-09-23 Jose Balbuena Dispositif et procede d'analyse optique de documents
DE102010003949A1 (de) 2009-04-22 2010-10-28 Ledon Lighting Jennersdorf Gmbh Abgleichsystem zum Anpassen der Lichtparameter von LED-Lichtquellen
DE102009022070A1 (de) * 2009-05-20 2010-11-25 Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung Schaltung sowie Lampe umfassend die Schaltung
US8598809B2 (en) 2009-08-19 2013-12-03 Cree, Inc. White light color changing solid state lighting and methods
US8592748B2 (en) * 2009-09-10 2013-11-26 Just Normlicht Gmbh Vertrieb + Produktion Method and arrangement for simulation of high-quality daylight spectra
EP2481262A1 (en) * 2009-09-23 2012-08-01 Koninklijke Philips Electronics N.V. Color control of lighting system
EP2520134B1 (en) 2009-10-08 2015-03-25 Delos Living, LLC Led lighting system
CN102640566B (zh) * 2009-12-04 2015-07-08 欧司朗股份有限公司 用于产生多色光辐射的发光二极管发光装置
US8511851B2 (en) * 2009-12-21 2013-08-20 Cree, Inc. High CRI adjustable color temperature lighting devices
US8222652B2 (en) * 2010-04-20 2012-07-17 Bridgelux, Inc. Method for controlling color accuracy in a light-emitting semiconductor-based device and process for producing a light-emitting semiconductor-based device with controlled color accuracy
US8147093B2 (en) * 2010-06-14 2012-04-03 Bridgelux Light source having LEDs of selected spectral output, and method for constructing same
TW201202076A (en) * 2010-07-13 2012-01-16 Foxsemicon Integrated Tech Inc Vehicle headlamp system
US9786811B2 (en) 2011-02-04 2017-10-10 Cree, Inc. Tilted emission LED array
DE102011012894B4 (de) 2011-03-03 2016-04-07 Diehl Aircabin Gmbh Bewegliche Verbindungsplatte zum Verbinden zweier Überkopf-Staufachelemente
US8950892B2 (en) 2011-03-17 2015-02-10 Cree, Inc. Methods for combining light emitting devices in a white light emitting apparatus that mimics incandescent dimming characteristics and solid state lighting apparatus for general illumination that mimic incandescent dimming characteristics
USD700584S1 (en) 2011-07-06 2014-03-04 Cree, Inc. LED component
US10842016B2 (en) 2011-07-06 2020-11-17 Cree, Inc. Compact optically efficient solid state light source with integrated thermal management
US8760074B2 (en) * 2011-08-25 2014-06-24 Abl Ip Holding Llc Tunable white luminaire
DE102012207185A1 (de) * 2012-04-30 2013-10-31 Zumtobel Lighting Gmbh Anordnung zur Erzeugung von weißem Licht mit einstellbarer Farbtemperatur
JP2014168051A (ja) * 2013-01-29 2014-09-11 Citizen Holdings Co Ltd 発光デバイス及び発光デバイスにおける温度補償方法
US8933478B2 (en) * 2013-02-19 2015-01-13 Cooledge Lighting Inc. Engineered-phosphor LED packages and related methods
TWI618961B (zh) 2013-03-05 2018-03-21 元太科技工業股份有限公司 發光模組及電子裝置
DE102013106519A1 (de) * 2013-06-21 2014-12-24 Osram Opto Semiconductors Gmbh Anordnung zur Erzeugung von Mischlicht und Verfahren zum Betrieb einer Anordnung von Mischlicht
JP6764340B2 (ja) 2013-08-01 2020-09-30 シグニファイ ホールディング ビー ヴィSignify Holding B.V. 適合された出力スペクトルを持つ発光装置
US10448478B2 (en) 2014-09-12 2019-10-15 Signify Holding B.V. LED strip, LED luminaire, and a method of manufacturing thereof
DE102015101143A1 (de) * 2015-01-27 2016-07-28 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleiterbauelement und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102017206818A1 (de) 2017-04-24 2018-10-25 Volkswagen Aktiengesellschaft Fahrstufenanzeige-Ausleuchteinheit
US11444223B2 (en) * 2018-09-12 2022-09-13 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Light emitting device
IT201900000058A1 (it) * 2019-01-03 2020-07-03 Ledworks Srl Dispositivo optoelettronico del tipo LED (light emitting diode) o simili
CN112203377B (zh) * 2019-06-21 2023-04-14 四川联恺照明有限公司 一种色温调节方法、色温调节装置以及光源组件

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1011002A (ja) * 1996-06-19 1998-01-16 Toyoda Gosei Co Ltd 2色発光ダイオード及び2色発光ダイオードディスプレイ装置
JP2005183986A (ja) * 2003-12-19 2005-07-07 Agilent Technol Inc オフホワイト発光ダイオードを用いて汚れのない白色光を生成する方法及び装置
JP2006190813A (ja) * 2005-01-06 2006-07-20 Fujikura Ltd 発光デバイス、発光デバイスの色度調節方法及び照明装置
WO2006108013A2 (en) * 2005-04-05 2006-10-12 Intematix Corporation Novel silicate-based yellow-green phosphors
JP2006282994A (ja) * 2005-03-30 2006-10-19 Samsung Electro Mech Co Ltd 波長変換用の蛍光体混合物及びこれを利用した白色発光装置
WO2006119750A2 (de) * 2005-05-11 2006-11-16 Arnold & Richter Cine Technik Gmbh & Co. Betriebs Kg Scheinwerfer für film- und videoaufnahmen
JP2006344970A (ja) * 2005-06-07 2006-12-21 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte Ltd 調整可能な色を有する二端子ledデバイス

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100545334B1 (ko) * 2003-03-18 2006-01-24 우리조명 주식회사 색온도 조정이 가능한 엘이디등(led 燈) 및 엘이디등의 색온도 조정방법
KR100545336B1 (ko) * 2003-03-18 2006-01-24 우리조명 주식회사 색온도 조정이 가능한 엘이디등(led 燈) 및 이 엘이디등의 색온도 조정방법
US20070235639A1 (en) * 2003-06-23 2007-10-11 Advanced Optical Technologies, Llc Integrating chamber LED lighting with modulation to set color and/or intensity of output
KR101177086B1 (ko) * 2003-11-13 2012-08-27 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 밝기 및 색상이 제어되는 공진 파워 led 제어 회로
US7009343B2 (en) * 2004-03-11 2006-03-07 Kevin Len Li Lim System and method for producing white light using LEDs
US7404652B2 (en) * 2004-12-15 2008-07-29 Avago Technologies Ecbu Ip Pte Ltd Light-emitting diode flash module with enhanced spectral emission
US7220017B2 (en) * 2005-03-22 2007-05-22 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Method and system of controlling bicolor luminary system
US7513671B2 (en) * 2006-09-18 2009-04-07 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Efficient solid state light source for generating light in a limited region of the color space

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1011002A (ja) * 1996-06-19 1998-01-16 Toyoda Gosei Co Ltd 2色発光ダイオード及び2色発光ダイオードディスプレイ装置
JP2005183986A (ja) * 2003-12-19 2005-07-07 Agilent Technol Inc オフホワイト発光ダイオードを用いて汚れのない白色光を生成する方法及び装置
JP2006190813A (ja) * 2005-01-06 2006-07-20 Fujikura Ltd 発光デバイス、発光デバイスの色度調節方法及び照明装置
JP2006282994A (ja) * 2005-03-30 2006-10-19 Samsung Electro Mech Co Ltd 波長変換用の蛍光体混合物及びこれを利用した白色発光装置
WO2006108013A2 (en) * 2005-04-05 2006-10-12 Intematix Corporation Novel silicate-based yellow-green phosphors
WO2006119750A2 (de) * 2005-05-11 2006-11-16 Arnold & Richter Cine Technik Gmbh & Co. Betriebs Kg Scheinwerfer für film- und videoaufnahmen
JP2006344970A (ja) * 2005-06-07 2006-12-21 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte Ltd 調整可能な色を有する二端子ledデバイス

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010147318A (ja) * 2008-12-19 2010-07-01 Stanley Electric Co Ltd 半導体発光装置及び駆動方法
US8740663B2 (en) 2009-02-19 2014-06-03 Cree, Inc. Light emitting devices and systems having tunable chromaticity and methods of tuning the chromaticity of light emitting devices and systems
JP2013524532A (ja) * 2010-04-08 2013-06-17 クリー インコーポレイテッド 調整可能な色度を有する発光デバイス及びシステム並びに発光デバイス及びシステムの色度を調整する方法
JP2013536564A (ja) * 2010-08-27 2013-09-19 シカト・インコーポレイテッド 任意の光源に対して調色したledベース照明モジュール
JP2015521358A (ja) * 2012-05-29 2015-07-27 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 調節可能な照明システム

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