JP2012509567A - ３つの部分から成る色合わせ部を有する発光ダイオードモジュール - Google Patents

３つの部分から成る色合わせ部を有する発光ダイオードモジュール Download PDF

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Abstract

発光ダイオードモジュール（１００）は、少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）（１１４）と、ＬＥＤを取り囲むかつ出力ポートを有する光混合チャンバ（１０１）またはその一部を構成する少なくとも２つの選択可能な構成要素とを用いて製造される。第１の選択可能な構成要素（１３０）は、第１の波長変換特性を有する第１の種類の波長変換材料を含み、第２の選択可能な構成要素（１２６）は、第１の波長変換特性とは互いに異なる第２の波長変換特性を有する第２の種類の波長変換材料を含む。第１及び第２の波長変換特性によってＬＥＤによって生成される光のスペクトラルパワー分布が変更され、所定の色点からの差異が所定の許容範囲内の色点を有する光が出力ポートを通じて提供される。
【選択図】図２

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２００８年１１月２１日付けで出願された米国特許仮出願第６１／１１７、０６０号及び米国特許出願第１２／６１７，６６８号の優先権を主張するものである。両特許出願はその全文を引用することを以って本明細書の一部となす。
本発明は、全般照明の分野に関し、より詳細には、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの半導体ベースの照明要素を使用する照明装置に関する。
米国特許出願第１２／２４９，８７４号
照明装置によって生成される光の出力レベルまたはフラックスの限界に起因して、全般照明における発光ダイオードの使用はいまだに制約がある。フラックスの限界は、ＬＥＤチップの制約された最大温度や、ＬＥＤチップの温度に強く関係する寿命要件に起因する。ＬＥＤチップの温度は、照明装置の冷却能力及び出力効率（ＬＥＤ及びＬＥＤ装置によって生成された光出力の入力電力に対する比率）によって決定される。また、ＬＥＤを使用する照明装置は、一般的に、色点の不安定性によって特徴付けられる色品質の悪さに悩まされている。色点の不安定性は、部品間で互いに異なるだけでなく、時間とともに変化する。また、色品質の悪さは、演色性の悪さによっても特徴付けられる。演色性の悪さは、出力がほとんどないバンドを有するＬＥＤ光源によって生成されたスペクトルに起因する。さらに、ＬＥＤを使用する照明装置は、色の空間的及び／または角度的変化を一般的に有する。加えて、ＬＥＤを使用する照明装置は高価である。その理由は、とりわけ、光源の色点を維持するために必要とされる色制御電子装置及び／またはセンサの必要性や、製造された複数のＬＥＤから或る用途に必要な色及び／またはフラックスを満たすＬＥＤだけを選択して使用するためである。
したがって、光源として発光ダイオードを用いる照明装置の改良が望まれている。
少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）と、ＬＥＤを取り囲むかつ出力ポートを有する光混合チャンバの一部を構成する少なくとも２つの選択可能な構成要素とを使用して発光ダイオードモジュールを製造する。第１の選択可能な構成要素は、第１の波長変換特性を有する第１の種類の波長変換材料を含み、第２の選択可能な構成要素は、第２の波長変換特性を有する第２の種類の波長変換材料を含む。第１及び第２の波長変換特性によってＬＥＤで生成された光のスペクトラルパワー分布は変更され、所定の色点に対する差異が所定の許容範囲内の色点を有する光が出力ポートを通じて提供される。また、複数のＬＥＤモジュールから成るＬＥＤモジュールセットであって、各ＬＥＤモジュールがに所定の許容範囲内の同じ色点を有するＬＥＤモジュールセットを製造することができる。さらに、様々な構成要素の波長変換特性（ＬＥＤのスペクトラルパワー分布を、所定の色点に対する差異が所定の許容範囲内の色点に変換する波長変換特性）を事前に測定しておき、測定された波長変換特性に基づいて構成要素を選択することによってＬＥＤモジュールを製造することもできる。
発光ダイオードモジュールの一実施形態の斜視図である。 図１のＬＥＤモジュールの分解斜視図である。 複数の側壁挿入体及び複数のウインドウを有する、図１のＬＥＤモジュールの光混合チャンバの一実施形態の断面図である。 CIE 1976 UCS（均一色度スケール）色度図としても知られている、（ｕ'ｖ'）色度図を示す。 CIE 1976 UCS色度図上における例示的なターゲット色点及び許容範囲距離を示す図である。 ＬＥＤモジュールの組み立てプロセスの一部を示すフローチャートである。 CIE 1960色度図における、ＬＥＤモジュールの色点と黒体曲線上の所定のターゲットを示す図である。Ｘ軸はＣＣＴを表し、Ｙ軸は黒体曲線からの差異の程度（Δｕｖ）を表す。 複数のＬＥＤモジュールから成るＬＥＤモジュールセットであって、全てのＬＥＤモジュールが、波長変換特性が互いに異なる複数の波長変換要素を用いて所定の許容範囲内の同一の色点を生成するＬＥＤモジュールセットを示す。 波長が互いに異なる複数のパッケージ化されたＬＥＤを有する基板を示す。
図１は発光ダイオード（ＬＥＤ）モジュール１００の一実施形態の斜視図であり、図２は、ＬＥＤモジュール１００の分解斜視図である。ここに定義するように、ＬＥＤモジュールは、単一のＬＥＤではなく、ＬＥＤ光源または照明器具あるいはそれらの構成要素であり、１以上のＬＥＤダイまたはパッケージ化されたＬＥＤを含むＬＥＤ基板を含むことを理解すべきである。ＬＥＤモジュール１００は、本出願と同じ譲受人に譲渡された、Gerard Harbersにより２００８年１０月１０日付けで出願された「発光ダイオードを有する照明装置」なる標題の米国特許出願第１２／２４９，８７４号（特許文献１）に記載のＬＥＤ照明装置と同様である（この出願はその全文を引用することを以って本明細書の一部となす）。
ＬＥＤモジュール１００は、例えばアルミニウムベース材料などの高熱伝導性材料から製造され得るベース部分１１０及び頂部部分１２０を含む。ベース部分１１０は、対称的に配置され得る複数のＬＥＤ１１４を有する基板１１２を含む。一実施形態では、ＬＥＤ１１４は、フィリップス・ルミレッズ・ライティング社（Philips Lumileds Lighting）製のルクシオン・レベル（Luxeon Rebel）などのパッケージ化されたＬＥＤである。ＳＲＡＭ社（Ostar package）、ルミナス・デバイセズ社（Luminus Devices、米国）またはトリドニック社（Tridonic、オーストリア）製のパッケージ化されたＬＥＤなどの他の種類のパッケージ化されたＬＥＤを用いることもできる。ここに定義するように、パッケージ化されたＬＥＤは、ワイヤボンド接続やスタッドバンプなどの電気的接続を有し、かつ光学素子、熱的、機械的及び電気的インターフェースを含む可能性がある１以上のＬＥＤダイのアセンブリである。ＬＥＤ１１４は、ＬＥＤダイの上側にレンズを含み得る。あるいは、レンズなしのＬＥＤを使用してもよい。基板１１２は、ＬＥＤ１１４との電気的及び熱的な接続を提供する。また、基板１１２はベース部分１１０と熱的に接続しており、ヒートシンクとしての役割を果たす。基板１１２は、熱的接触領域としての役割を果たす例えば３０μｍないし１００μｍの比較的厚い銅層を有する厚さが０．５ｍｍのＦＲ４基板であり得る。あるいは、基板１１２は、適切な電気接続部を備えたメタルコア印刷回路（ＰＣＢ）またはセラミックサブマウントであり得る。アルミナ製（セラミック形態の酸化アルミニウム）や窒化アルミニウム製（同様にセラミック形態）などの他の種類の基板を使用してもよい。基板１１２は、反射性の上面か、あるいは、基板１１２の上面の上に載置される反射板１１３を含み得る。反射板１１３は、材料の反射性や耐久性を高めるための処理が施されたアルミニウムベース材料などの高熱伝導性材料から製造され得る。例えば、ドイツの企業のアラノッド社（Alanod）製のMiro（登録商標）、Miro 27 Silver型と呼ばれる材料を使用することができる。
所望に応じて、ベース部分１１０は、複数の部材から製造することもできる。例えば、ベース部分１１０は、基板１１２への電気的接続をするための下側部材１１６と、ねじ１１７（図１に示す）、ボルトまたは他の適切な取付機構などによって下側部材１１６に取り付けられる上側部材１１８とを含み得る。上側部材１１８は、基板１１２及びＬＥＤ１１４を露出させるための開口部１１９を含み得る。
頂部部分１２０は、頂部部分１２０を貫通する中央開口部１２２を有する。頂部部分１２０は、ねじ１２４、ボルトまたは他の適切な取付機構によってベース部分１１０に取り付けられる。例えば、所望であれば、頂部部分１２０は、ベース部分１１０に螺合され得る。出口ポートは、中央開口部１２２によって画定され、例えばエポキシ系接着剤、シリコン系接着剤または他の適切な取付機構によって頂部部分１２０の上面に取り付けられたウインドウ１３０で覆われる。ウインドウ１３０は透明なものか、あるいはウインドウから出ていく光を散乱させるために半透明なものであり得る。ウインドウ１３０は、散乱粒子を含むアクリル系材料から製造され得る。散乱粒子は、例えばＴｉＯ２、ＺｎＯまたはＢａＳＯ４から、あるいは全可視領域に渡って低い吸収性を有する他の材料から作製され得る。別の実施形態では、ウインドウ１３０は、片面または両面に微細構造を有する透明または半透明のプレートであり得る。微細構造は、例えば、レンズレットアレイまたはホログラフィック微細構造であり得る。あるいは、ウインドウ１３０は、硬さ（引っかき抵抗性）及び高伝導率のために好適である結晶形態（サファイア）またはセラミック形態（アルミナ）のＡｌＯ２から製造され得る。ウインドウの厚さは、例えば０．５ｍｍないし１．５ｍｍであり得る。所望に応じて、ウインドウは、拡散性を有し得る。グラウンドサファイア円板は、良好な光拡散性を有し、研磨を必要としない。あるいは、拡散ウインドウは、サンドブラストまたはビードブラストされたウインドウか、または、成形中に材料内に散乱粒子を分散させることによって若しくは成形型を表面テクスチャリングすることによって光拡散性を有するように製造されたプラスチック・ディフューザ（拡散器）であり得る。
側壁を画定するために、頂部部分１２０の中央開口部１２２内に側壁挿入体１２６が配置され得る。あるいは、側壁は、開口部１２２自体の壁部によって画定され得る。側壁挿入体１２６は、ドイツの企業のアラノッド社（Alanod）製のMiro（登録商標）、Miro 27 Silver型と呼ばれる材料から製造され得る。側壁挿入体１２６は、曲げてリング形状に形成することができる材料ストラップとして製造され得る。組み立てたとき、光混合チャンバ１０１は、頂部部分１２０の中央開口部１２２の側壁（例えば、側壁挿入体１２６）と、ウインドウ１３０と、反射性底面（例えば、ベース部分１１０の基板１１２上に載置された反射板１１３）とによって画定される。光混合チャンバ１０１を画定する各部材は、集合的にチャンバ１０１の構成要素とも呼ばれる。
ＬＥＤモジュール１００の光混合チャンバ１０１は、別の構成要素すなわち追加的な構成要素から形成してもよい。例えば、図３の断面図に示すように、ＬＥＤモジュール１００の光混合チャンバ１０１は、反射板１１３と、２つの側壁挿入体（頂部側壁挿入体１２６及び底部側壁挿入体１２７）と、２つのウインドウ（頂部ウインドウ１３０及び底部ウインドウ１３１）とから形成してもよい。
チャンバ１０１の構成要素の少なくとも２つは、互いに異なる周波数変換材料で被覆されるか、または互いに異なる周波数変換材料が含浸されており、本明細書中では波長変換要素とも呼ばれる。周波数変換要素に設けられる様々な種類の周波数変換材料は、互いに異なる波長変換特性を有する。一例として、ウインドウ１３０は例えば青色光を黄色光に変換する第１の種類の波長変換材料１３２で被覆され、側壁挿入体１２６は例えば青色光を赤色光に変換する第２の種類の波長変換材料１２８で被覆される。一実施形態では、側壁挿入体１２６を使用せず、中央開口部１２２の側壁を波長変換材料で被覆する。所望に応じて、反射板１１３は、他の波長変換要素の波長変換材料と同一のまたは互いに異なる波長変換材料で被覆される。所望に応じて、頂部及び底部側壁挿入体１２６、１２７及び／またはウインドウ１３０、１３１（図３）は、互いに異なる波長変換材料で被覆される。このようにして、ウインドウ１３０で変換された光の一部は、底部ウインドウ１３１を通じて、光混合チャンバ１０１内に伝達される。
波長変換材料は、蛍光染料または発光染料であり得、説明を簡単するために、本明細書中では蛍光体と一般的に呼ぶ。波長変換材料として使用される蛍光体は、例えば、次の化学式で表されるものから選択され得る。Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ（ＹＡＧ：Ｃｅまたは単にＹＡＧとも呼ばれる）、Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２（ＬｕＡＧ：Ｃｅまたは単にＬｕＡＧとも呼ばれる）、（Ｙ，Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、ＣａＳ：Ｅｕ、ＳｒＳ：Ｅｕ、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ、Ｃａ３（Ｓｃ，Ｍｇ）２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ、Ｃａ３Ｓｃ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ、Ｃａ３Ｓｃ２Ｏ４：Ｃｅ、Ｂａ３Ｓｉ６Ｏ１２Ｎ２：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ。蛍光体または複数の蛍光体の組み合わせを結合剤内に分散系として混合し、スプレー印刷、スクリーン印刷、ステンシリングまたはドクターブレーディング技術などによって表面に塗布することができる。これらの技術は、表面に蛍光体の小さいドットまたは蛍光体のストライプを堆積させるのに、あるいは表面を蛍光体で均一に被覆するのに有用である。あるいは、蛍光体または複数の蛍光体の組み合わせを結合材料の小粒子と共に粉末形態で混合し、粉末コーティングプロセスの一部として、スプレー法によってまたは電界を加えることによって表面に塗布してもよい。結合材料の小粒子は低い融点を有しており、溶融点まで加熱したときに、表面を均一に被覆する。
光混合チャンバ１０１の２以上の波長変換要素が互いに異なる波長変換特性を有することにより、ＬＥＤモジュール１００は、所定のすなわち目標とする色点を高精度で生成することができる。
図４は、CIE 1976 UCS（均一色度スケール）色度図とも呼ばれる、（ｕ'ｖ'）色度図を示す。CIE 1976 UCS色度図は、黒体放射体の色度を曲線２００（黒体軌跡とも呼ばれる）で示している。理想的には、光源は、黒体曲線２００上のターゲット色点を有する光を生成する。しかし実際は、とりわけＬＥＤ光源を用いる場合は、現行の方法を用いて製造されたＬＥＤ光源は光出力を精密に制御することができないため、黒体曲線２００上のターゲット色点を有する光を生成することは難しい。通常は、光源で生成された光の色点は、黒体曲線２００上のターゲット色点から少し離れている。光源で生成された光の色点と黒体曲線２００上のターゲット色点との間の距離は、黒体曲線２００上のターゲット色点に対する差異の程度（degree of departure）と呼ばれる。図４に示したCIE 1976 UCS色度図では、ターゲット色点２５６〜２５８が、例示的なターゲット色点として示されており、ターゲット色点に対する差異の程度は、Δｕ'ｖ'の単位で表される。光源の色点が目標とするターゲット色点と著しく異なる場合、光の色は所望する色とは視覚的に異なるものとなる。さらに、例えばアクセント照明やディスプレイなどの複数の光源が互いに近接して配置されている場合、色の差異がたとえわずかであっても目立つため、そのような色の差異は望ましくない。ターゲット色点に対する差異（variation）の１つの尺度は、マクアダム楕円である。マクアダム楕円は、色度図における、平均的な人間の目では楕円の中心の色とは互いに区別することができない全ての色を含む領域と一般的に呼ばれる。マクアダム楕円は、実験に基づいた色間の「丁度可知差異」に基づいている。人間の目は、特定の色については他の色よりも敏感であるので、マクアダム楕円の大きさは、色度空間内の位置によって異なる。図５は、CIE 1976 UCS色度図における、ターゲット色点２５６、２５７及び２５８の周囲のステップ１、２、３及び４のマクアダム楕円２５０、２５２及び２５４をそれぞれ示す。ターゲット色点に対する差異の別の尺度は、ターゲット色点に対する差異の程度Δｕ'ｖ'である。例えば、ターゲット色点が黒体曲線上の色点２５６の場合、円２５１は、その内側の全ての色点が、差異の程度Δｕ'ｖ'が０．００３５未満であることを示す。同様に、円２５３及び２５５は、ターゲット色点２５７及び２５８に対する差異の程度が０．００３５未満であることをそれぞれ示す。図５に見ることができるように、０．００３５未満である差異の程度Δｕ'ｖ'は、より明るい円で示した２ステップマクアダム楕円とほぼ同一である。円２５９は、色点２５７に対する差異の程度ｕ'ｖ'が０．００９未満であることを示す。したがって、ＬＥＤモジュール１００の出力光の色の仕様は、ターゲット色点に対して所定の許容範囲内の色として表すことができる。例えば、ＬＥＤモジュール１００は、２ステップマクアダム楕円内の特定のターゲット色点を実現することができる。別の例では、ＬＥＤモジュール１００は、差異の程度Δｕ'ｖ'が０．００９未満の特定のターゲット色点を実現することができる。所望に応じて、上記の値よりも大きいまたは小さい所定の許容可能レベルも、ＬＥＤモジュール１００で実現可能である。
ＬＥＤは、通常、そのスペクトラルパワー分布に由来する様々な特性に基づいて製造後にビンコードが付けられる（binnned）。ＬＥＤのコストは、ビン（bin）のサイズ（分布）によって決定される。例えば、特定のＬＥＤは、ピーク波長の値に基づいてビンコードが付けられる。ＬＥＤのピーク波長は、ＬＥＤのスペクトラルパワー分布の大きさが最大となる波長である。ピーク波長は、青色ＬＥＤのスペクトラルパワー分布のカラーアスペクト（color aspect）を特徴化するための一般的な尺度である。ＬＥＤをそのスペクトラルパワー分布（例えば、主な波長、ｘｙ色点、ｕｖ色点など）に基づいてビンコード付けするために、様々な他の尺度も一般的に用いられる。青色ＬＥＤは、一般的に、５ナノメートルのピーク波長の範囲のビン（bin）で販売するように分類される。
上述したように、ＬＥＤモジュール１００は、複数のＬＥＤ１１４を有する基板１１２を含む。複数のＬＥＤ１１４を含む基板１１２は、特定のスペクトラルパワー分布を有する光を生成することができる。このスペクトラルパワー分布のカラーアスペクトは、その重心波長（centroid wavelength）によって特徴付けられる。重心波長は、スペクトラルパワー分布の半分の領域が重心波長未満の波長からの寄与に基づいており、スペクトラルパワー分布の残りの半分の領域が重心波長よりも大きい波長からの寄与に基づいている波長である。いくつかの製造例では、各々複数のＬＥＤ（例えば８個のＬＥＤ）を有する複数の基板は、重心波長が互いに１ｎｍ以上異なる。基板に複数のＬＥＤを設ける際に、各ＬＥＤのスペクトラルパワー分布が互いに一致するように複数のＬＥＤを注意深く選択した場合や、スモールビン（small bin）からのＬＥＤを使用した場合は、重心波長は互いに０．５ｎｍ以上異なる。当然ながら、重心波長が互いに緊密に一致する基板を製造すると、コストは大幅に増加する。
ＬＥＤモジュール１００は、所定の許容範囲内のターゲット色点を実現しながら、幅広いスペクトラルパワー分布を有するＬＥＤに適合することができる。さらに、ＬＥＤモジュール１００同士の色点の緊密な一致を実現させると共に、スペクトラルパワー分布が互いに異なる（例えば、重心波長の差異がが０．５ｎｍないし１．０ｎｍまたはそれ以上の）１以上のＬＥＤを各々有する、複数のＬＥＤモジュール１００を製造することができる。さらに、ＬＥＤモジュール１００の出力光の色点を、ターゲット色点に対して所定の許容範囲内にすることができる。したがって、安価なＬＥＤを使用することができる。光混合チャンバ１０１の２以上の選択可能な波長変換要素を用いることにより、ＬＥＤモジュール１００から放射された光の色点を正確に制御することができる。例えば、ＬＥＤモジュール１００を組み立てる間に、２以上の波長変換要素をその波長変換特性及びＬＥＤ１１４により生成されるスペクトラルパワー分布に基づいて選択することによって、ウインドウ１３０を通じて伝達される生成光がターゲット色点に対して所定の許容範囲内の色点を有するようにすることができる。ＬＥＤモジュール１００の波長変換要素は、０．００９ないし０．００３５の、または所望であればより小さい値（例えば０．００２など）の所望の差異の程度Δｕ'ｖ'が得られるように選択される。例えば、重心波長が互いに１．０以上異なる複数の光源を有するＬＥＤモジュール１００は、差異の程度Δｕ'ｖ'が０．００７未満（例えば０．００３５）となるように選択された波長変換要素を使用して製造することができる。ＬＥＤモジュール１００が、重心波長が互いに０．５以上異なる複数の光源を有する場合、波長変換要素は、差異の程度Δｕ'ｖ'が０．００３５以下となるように選択される。
CIE 1960 UCS色度空間は、一般に、均一色度空間を表すCIE 1976 UCSに取って代わられた。しかし、相関色温度（ＣＣＴ）の等温線は黒体軌跡に対して垂直に整列されているので、CIE 1960 UCS色度空間は色度の表示には依然として便利である。ターゲット色点を生成できることは、一般的に、光源にとって望ましい。例えば、全般照明の用途に使用する場合、ＬＥＤモジュール１００は、特定の相関色温度（ＣＣＴ）を有する白色光を生成することが望ましい。ＣＣＴは、黒体放射体の色温度に関連しており、全般照明の用途には、２７００Ｋないし６０００Ｋの色温度が一般的に有用である。より高い色温度は、色が青みがかっているので、「冷たい（cool）」と見なされ、より低い色温度は、黄赤色の色をより多く含むので「暖かい（warm）」と見なされる。例えば、黒体曲線上の２７００Ｋ、３０００Ｋ、３５００Ｋ、４０００Ｋ、４２００Ｋ、５０００Ｋ、６５００ＫのＣＣＴ、またはイルミナントＤシリーズ（illuminant series D）のＣＣＴが、多くの場合望ましい。CIE 1960 UCS色度図の場合、差異の程度は、光源によって生成された色点と、一定のＣＣＴの線に沿った黒体軌跡との間の距離である。CIE 1960 UCS色度図の場合、差異の程度は、Δｕｖの単位で表される。したがって、白色光源の色点は、ＣＣＴ値及びΔｕｖの値、すなわちCIE 1960色度空間において測定された黒体曲線に対する差異の程度として表すことができる。つまり、ＬＥＤモジュール１００から出力された光の色の仕様は、所定の許容範囲内のＣＣＴ値及び所定の許容範囲内のΔｕｖ値として表すことができる。
図６は、ＬＥＤモジュール１００の組み立てプロセスの一部を示すフローチャートである。図６に示すように、各々が様々な波長変換特性を有する複数の波長変換要素を製造する（ステップ３０２及び３０４）。所望に応じて、波長変換要素は、ＬＥＤモジュール１００を構成する構成要素からか、または、ＬＥＤモジュール１００を構成する構成要素に対して波長変換要素を提供する外部構成要素から製造され得る。例えば、波長変換材料中の濃度及び／または波長変換材料の厚さを変更することによって、波長変換特性が互いに異なる複数の波長変換要素を製造することができる。波長変換材料の濃度及び／または厚さを変更することによって、（CIE 1960色度図において）波長変換特性の差異Δｕｖが０．００１未満の波長変換要素を製造することができる。例えば、黄色の波長変換材料１３２の濃度及び／または厚さが互いに異なる複数のウインドウ１３０を製造することができる。同様に、赤色の波長変換材料１２８の濃度及び／または厚さが互いに異なる複数の側壁挿入体１２６（または反射板１１３）を製造することができる。所望に応じて、組成は同一だが、濃度及び／または厚さが互いに異なる波長変換材料を、各構成要素（例えば側壁挿入体１２６またはウインドウ１３０）に使用することもできる。また、組成が互いに異なる複数の波長変換材料を使用することもでき、例えば、様々な波長変換材料からなる様々な混合物を使用することもできる。例えば、側壁挿入体１２６は、赤色蛍光体と黄色蛍光体の比率が互いに異なり、かつ、濃度及び／または厚さが同一のまたは互いに異なる波長変換材料１２８で被覆することもできる。同様に、構成要素における別個の領域を、互いに異なる波長変換材料で被覆することもできる。さらに、濃度及び厚さは同じであるが、被覆領域の面積が各構成要素間で互いに異なるようにすることもでき、例えば、非被覆部分の面積が各側壁挿入体間で互いに異なるようにすることもできる。
複数の波長変換要素の波長変換特性を測定する（ステップ３０６及び３０８）。波長変換要素を、既知のスペクトラルパワー分布及び色点を有する光を生成する光源（例えばＬＥＤ１１４を有する基板１１２）を含む試験装置上に配置する。試験装置上に複数の波長変換要素を互いに離間して配置し、例えばスペクトラルメーターや積分球を用いて色点シフトを測定する。所望に応じて、干渉フィルターを使用して強度測定を行ってもよい。また、積分球測定と同様にまたはその代わりに、色度計（例えば、コニカミノルタ社製のＣＬ−２００色度計）を使用してもよい。各構成要素について測定した波長変換特性を記録する。構成要素の波長変換特性については、自己参照測定を用いることができる。例えば、自己参照Δｕｖ値を生成するために、ＬＥＤ１１４及び測定される構成要素の全スペクトラルパワー分布によって生成される色点を、波長変換された光を含まないスペクトラルパワー分布によって生成された色点と比較する。
波長変換要素による色点シフトを、図４のCIE 1976色度図に示す。例えばテスト光源によって生成された４４５ｎｍの青色光の色点を色度図中に点２１０で示す。例えば側壁挿入体１２６上または内の波長変換材料によって生成される色点を点２２０で示す（６３０ｎｍの主波長に相当する）。側壁挿入体１２６及びテスト光源によって生成された色点シフトは、ドット線２２２に沿ったものである。シフト量は、光混合チャンバ１０１の形状や、側壁挿入体１２６の波長変換材料１２８の厚さ及び／または濃度に依存する。一例として、側壁挿入体１２６の１つとテスト光源によって生成した色点を点２２４で示し、側壁挿入体１２６を用いないでテスト光源だけによって生成した色点（点２１０）からのシフト量Δｕ'ｖ'を線２２６で示す。
ウインドウ１３０上または内の波長変換材料によって生成された色点を点２３０で示す（５７０ｎｍの主波長に相当する）。テスト光源及びウインドウ１３０によって生成された色点シフトは、ドット線２３２に沿ったものであり、ウインドウ１３０上の波長変換材料１３２の厚さ及び／または濃度に依存する。一例として、ウインドウ１３０の１つとテスト光源によって生成した色点を点２３４で示し、ウインドウ１３０を用いないでテスト光源だけによって生成した色点（点２１０）からのシフト量Δｕ'ｖ'を線２３６で示す。所望に応じて、組成が互いに異なる複数の波長変換材料を含む波長変換要素を使用することもでき、このような波長変換要素は、波長変換材料で生成された色点を変更して、色点シフトに勾配をつけることができる（矢印２４０で示す）。
一般的に、各ＬＥＤのスペクトラルパワー分布は互いに異なる。例えば、４５２ｎｍの青色光を生成するとされているＬＥＤは、通常は、４５０ｎｍないし４５５ｎｍまたはそれ以上の範囲の光を生成する。別の例では、青色光を生成するとされているＬＥＤは、４４０ｎｍないし４７５ｎｍの範囲の光を生成する。この例では、各ＬＥＤのスペクトラルパワー分布は、互いに８％程度異なる。そのため、各ＬＥＤモジュール１００について、組み立てプロセス中に、ベース部分１１０内のＬＥＤ１１４のスペクトラルパワー分布及び／または色点を測定する（図６のステップ３１０）。ＬＥＤのスペクトラルパワー分布の差異は、互いに一致するかつ正確な色点を有する複数のＬＥＤベース光源の製造が困難である理由の１つである。しかし、ＬＥＤモジュール１００は、個々に選択可能な波長変換特性を有する２以上の波長変換要素を含んでいるので、ＬＥＤ１１４のスペクトラルパワー分布の差異が大きい場合でも、所定の許容範囲内（例えばターゲット色点からのΔｕ'ｖ'が０．００３５未満）の色点を生成することができるように、適切な波長変換特性を有する構成要素を選択することができる。ターゲット色点は、例えば黒体曲線上の２７００Ｋ、３０００Ｋ、４０００Ｋ、または他の色温度のＣＣＴ、あるいは、黒体曲線上にないターゲット色点であり得る。
図７は、ＬＥＤモジュールの色点と、CIE 1960色度図における黒体曲線上の所定のターゲット色点を示す図であり、Ｘ軸はＣＣＴを表し、Ｙ軸は黒体曲線４００からの差異の程度（Δｕｖ）を表す。ターゲット色点は、例えば、黒体曲線４００上の４０００Ｋ、３０００Ｋ及び２７００Ｋであり得る。所望に応じて、黒体曲線４００上にない他のターゲットＣＣＴまたは色点を使用することもできる。図７は、各ターゲット色点に対する所定の許容範囲を四角形で示す。例えば、４０００Ｋのターゲット色点は±９０Ｋの差異を、３０００Ｋのターゲット色点は±５５Ｋの差異を、２７００Ｋのターゲット色点は±５０Ｋの差異を有し得る。ＣＣＴについてのこのような所定の許容範囲は、黒体曲線上の各ターゲット色点を中心とする２ステップマクアダム楕円内に存在する。各ＣＣＴの黒体曲線に対する差異Δｕ'ｖ'の所定の許容範囲は、±０．００１である。この例では、Δｕｖは、黒体曲線４００の上側に０．００１の距離の差異を有し（正の許容範囲値＋０．００１として表される）、黒体曲線４００の下側に０．００１の距離の差異を有する（負の許容範囲値−０．００１として表される）。Δｕｖの所定の許容範囲は、黒体曲線上の各ターゲット色点を中心とする１ステップマクアダム楕円内にある。図７に示したＣＣＴ及びΔｕｖの所定の許容範囲は、２ステップマクアダム楕円内に含まれ、図５に示した０．００３５のΔｕ'ｖ'の許容範囲内にも含まれる。図示したターゲット色点に対する許容範囲内にある色点は、互いに近接しているので、たとえ光源が互いに並んで見える場合であっても、ほとんどの人は色差を区別することができない。
この色度図は、参考のために、３０００ＫのＣＣＴ上に中心がある２つの色線を示している。一方の線４０２は、第１の波長変換材料によって生成される色点シフトに相当する。この例では、色線４０２は、ウインドウ１３０上にコーテングされた黄色の蛍光体である。色線４０４は、第２の波長変換材料によって生成される色点シフトに相当する。この例では、色線４０４は、側壁挿入体１２６上にコーテングされた赤色の蛍光体である。色線４０２は、黄色蛍光体によって生成された光の色点シフトの方向を示す。色線４０４は、赤色蛍光体によって生成された光の色点シフトの方向を示す。第１の波長変換材料及び第２の波長変換材料は、それらの色点のシフト方向が互いに平行にならないように選択される。黄色蛍光体のシフト方向と赤色蛍光体のシフト方向が互いに平行ではないので、ＬＥＤモジュール１００から放射された光の色点シフト方向を任意に設定することができる。このことは、前述したように、各蛍光体の厚さ及び／または濃度を適切に選択することによって実現することができる。一例として、点４１２、４１４、４１６及び４１８は、互いに異なる波長変換要素を用いて１つのＬＥＤモジュール１００によって生成した色点を示す。例えば、点４１２は、１セットの波長変換要素を有するＬＥＤモジュール１００の色点を示す。別のウインドウ１３０を選択することにより、ＬＥＤモジュール１００の色点４１２を点４１４へシフトさせることができる。図から分かるように、点４１２から点４１４への色点の変化（シフト）は、色線４０２に対して平行である。別の側壁挿入体１２６を選択すると、点４１６によって示される色点を生成することができる。点４１４から点４１６への色点の変化は、色線４０４に対して平行である。この変化は３０００Ｋターゲット内であるが、色点を改善するためにウインドウ１３０を交換することによって、点４１８で図示される色点を生成することができる。点４１６から４１８への色点の変化は、色線４０２に対して平行である。ウインドウ１３０を再び交換すると、ＬＥＤモジュール１００の色点は色線４０２に沿ってシフトされ、黒体曲線上の３０００Ｋのターゲット色点から所定の許容範囲内にある大きな点４２０で示される色点が生成される。
上述の例は、所望の色点を有するＬＥＤモジュール１００を提供することを目的とした、特定のＬＥＤセット１１４用の適切な波長変換要素を選択するための試行錯誤手法を示す。試行錯誤手法では、波長変換要素を選択する前に、ＬＥＤセット１１４によって生成された光のスペクトラルパワー分布の測定は不要である。例えば、波長変換要素の或るセット（組み合わせ）を選択し、それをＬＥＤと組み合わせたときの生成光の色点を測定する。その後、測定された色点に基づいて、波長変換要素の調節を行う。しかし、大量生産では、試行錯誤手法を排除することが望ましい。試行錯誤手法を排除するためには、ＬＥＤセット１１４のスペクトラルパワー分布及び／または色点を測定した後、所定の許容範囲内のターゲット色点を生成するために、波長変換要素を適切に選択する。この選択は、例えば、前回の試行時に作成したデータベースに基づいて、または数学的計算に基づいて行う。光出力がターゲット色点の所定の許容範囲内にあることを確実にするために、ＬＥＤセット１１４と選択した波長変換要素とを組み合わせた後に、光出力を測定することが望ましい。光出力が前記所定の許容範囲外である場合は、一方または両方の波長変換要素を変更する。このために、製造過程において容易に走査することができるバーコードの形態などで、各モジュールにユニークなシリアル番号を付けることが有益である。また、基板及び最終アセンブリのスペクトラルパワー密度を、使用した波長変換要素の種類と共に、データベースに記録することが有益である。このデータはその後、モジュールの所望の性能の実現のために使用すべき波長変換要素を示唆するために、アルゴリズムによって用いられる。
２以上の波長変換要素を選択した後、ＬＥＤモジュール１００を組み立てることができる（３１４）。前述したように、組み立ては、ボルト、ねじ、クランプ、エポキシ系接着剤、シリコン系接着剤または他の適切な取付機構による、ベース部分１１０と反射板１１３との恒久的結合、頂部部分１２０と側壁挿入体１２６及びウインドウ１３０との恒久的な結合を含む。このプロセスを複数回繰り返すことにより、ほぼ同じ色点を有する複数のＬＥＤモジュール１００を製造することができる。例えば、各ＬＥＤモジュール１００は、所定の許容範囲（例えばΔｕｖが０．００１未満）内で互いに異なる色点を生成することができる。
このように、ＬＥＤモジュール１００は、CIE 1976 u'v'色度図におけるターゲット色点に対する差異の程度Δｕ'ｖ'が０．００９以内またはそれより小さい色点の光を光混合チャンバ１０１から生成するために、発光ダイオードのスペクトラルパワー分布を変更するための手段を含み得る。スペクトラルパワー分布を変更するための手段は、CIE 1976 u'v'色度図において第１の方向に沿って第１の大きさの色点シフトを生成するために（図４参照）、発光ダイオードにより生成された光を変換する第１の手段と、CIE 1976 u'v'色度図において第２の方向に沿って第２の大きさの色点シフトを生成するために（図４参照）、発光ダイオードにより生成された光を変換する第２の手段とを含む。図４に示すように、第１の方向と第２の方向は互いに平行ではない。さらに、第１の手段と第２の手段は選択可能（交換可能）であり、少なくとも１つの発光ダイオードのスペクトラルパワー分布に応じて色点シフトの大きさを調節することによって、差異が許容範囲内に収まる所望の色点を生成することができる。発光ダイオードで生成された光を変換するための第１の手段及び第２の手段は、互いに異なる波長変換特性を有する２以上の波長変換要素であり得、例えば、ＬＥＤモジュールの反射性底面１１３、側壁１２８またはウインドウ１３０であり得る。また、第１及び第２の手段は同じ位置に配置してもよい。例えば、両方の波長変換要素を、反射性底面１１３、側壁１２８またはウインドウ１３０に配置してもよい。波長変換要素は、蛍光染料または発光染料などの波長変換材料で被覆するか、または前記波長変換材料が浸漬され得る。さらに、CIE 1976 u'v'色度図における色点シフトの大きさが互いに異なるようにするために、波長変換要素は、波長変換材料の被覆面積、濃度、厚さが互いに異なる複数の同様の波長変換要素から選択してもよい。また、スペクトラルパワー分布を変更するための手段は、第１の手段及び第２の手段とは異なる、発光ダイオードにより生成された光を変換するための第３の手段すなわち追加的な手段も含み得る。発光ダイオードにより生成されたスペクトラルパワー分布を変更するための手段は、第１の手段及び第２の手段を単一の選択可能な構成要素（例えばウインドウ１３０、側壁１２８または底面１１３）に組み込むことによって構成してもよい。本発明者は、例えば黄色蛍光体を有するウインドウ１３０と赤色蛍光体を有する側壁１２８などの別個の選択可能な構成要素を使用する場合、差異の程度が小さい（例えば、Δｕ'ｖ'が０．００９以下の）所望のターゲット色点を生成するためには、約１０種類のウインドウ（すなわち、１０種類の波長変換特性）と５〜１０種類の側壁（すなわち、５〜１０種類の波長変換特性）を用意することが一般的に適切であることを見出した。また、第１の手段及び第２の手段を１つの選択可能な構成要素に配置する場合、約４０〜１００種類の選択可能な構成要素を製造し保管しておく必要がある。さらに、第１の手段及び第２の手段を互いに離間させることによって、より高い効率及び演色評価数を実現することができる。また、第１の手段及び第２の手段を互いに離間させるが、事前に組み合わせて１つの選択可能な構成要素を構成するようにしてもよい（例えば、ウインドウを側壁または底面と事前に組み合わせせる）。繰り返しになるが、１０種類の第１の手段及び５〜１０種類の別個に選択可能な第２の手段を使用する場合と同様のバリエーションを実現するためには、４０〜１００種類の事前に組み合わせた構成要素を製造して保管しておく必要がある。
図８は、上述したようにして実現することができる、全てのＬＥＤモジュールが所定の許容範囲内の同じ色点を生成する複数のＬＥＤモジュール１００ａ、１００ｂ、１００ｃ及び１００ｄのセット５００（集合的にＬＥＤモジュール１００と称する場合もある）を示す。同じ色点を生成するためには、セット５００の各ＬＥＤモジュール１００は、ＬＥＤモジュール１００のＬＥＤ１１４のスペクトラルパワー分布に基づいて、波長変換特性が互いに異なる複数の波長変換要素を使用する。例えば、ウインドウ１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ、１３０ｄ、側壁挿入体１２６（図２に示す）、反射板（図２に示す）の少なくとも１つは、ウインドウ１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ及び１３０ｄに陰影付けしたような互いに異なる波長変換特性を有する。ディスプレイ照明、ダウンライト照明またはオーバーヘッド照明などに設置した場合、ＬＥＤモジュール１００ａ、１００ｂ、１００ｃ及び１００ｄは、人間の目では互いに区別することが困難な色点の光を生成する。
さらに、所望に応じて、演色評価数（ＣＲＩ）を向上させるために、ＬＥＤモジュールに波長が互いに異なるＬＥＤ１１４を使用してもよい。ＬＥＤモジュール１００内の全てのＬＥＤ１１４が実質的に同一のピーク波長を有する場合、例えば、全てのＬＥＤ１１４が５ｎｍのビンサイズを有する同じビン（４５０ｎｍないし４５５ｎｍを含むビン）から得た場合、ウインドウ１３０に黄色蛍光体（ＹＡＧ）を使用し、側壁挿入体１２６にピーク波長が６３０ｎｍの赤色蛍光体を使用すると、２７００Ｋ、３０００Ｋまたは４０００ＫのＣＣＴを有するＬＥＤモジュール１００では、例えば７５ないし８５のＣＲＩ値を実現することができる。また、１以上のＬＥＤ１１４を別のビンから得たＬＥＤと交換し、ピーク波長がＬＥＤ１１４のピーク波長と１０ｎｍまたはそれ以上異なるようにすることによって、より高いＣＲＩを実現することができる。例として、図９に、例えば４５２ｎｍのピーク波長を各々有する複数のパッケージ化されたＬＥＤ５１４と、ＬＥＤ５１４の波長よりも１０ｎｍ以上大きいピーク波長を各々有する第２の複数のＬＥＤ５１５とを含む基板５１２を示す。例えば、ＬＥＤ５１５のピーク波長は、４７０ｎｍないし５１０ｎｍであり得る。図９に示すように、ＬＥＤ５１５は、可能であれば、基板５１２上に対称的に配置する。ＬＥＤ５１４及び５１５が配置された基板５１２は、図２に示した基板の代わりに使用することができる。全てのＬＥＤが４５２ｎｍのピーク波長を有する基板と比較すると、基板５１２はより高いＣＲＩ値を実現することができる。例えば、２７００Ｋ、３０００Ｋまたは４０００ＫのＣＣＴを有するＬＥＤモジュール１００は、９５のＣＲＩ値を達成するために、４５０ｎｍないし４５５ｎｍの波長の５つのＬＥＤ５１４と、５００ｎｍないし５１０ｎｍの波長の３つのＬＥＤ５１５を使用することができる。波長がより大きいＬＥＤを用いると、ＬＥＤモジュールから出力される光出力量（ルーメン）は供給電力によって分割されるので、効率は減少する。したがって、（ＬＥＤ５１４の波長とは）異なる波長を有するＬＥＤ５１５の数と、ＬＥＤ５１５の特定の波長は、ターゲットＣＲＩ値とＬＥＤモジュール１００の所望の効率とのバランスを取るように設定される。
さらに、より高いＣＲＩ値を得るために、蛍光体を使用することもできる。多くの蛍光体は、熱に対して敏感な発光特性を有しているので、通常はＬＥＤとは併用されない。しかし、波長変換要素、特にウインドウ１３０及び側壁挿入体１２６に設けた蛍光体は、熱源であるＬＥＤ１１４からは物理的に離間している。加えて、ＬＥＤモジュール１００の頂部部分１２０は、波長変換要素と熱的に結合されおり、ヒートシンクとしての役割を果たす。したがって、蛍光体を、比較的低い温度に保つことができる。例えば、ＬＥＤ光源上に直接的に載置した蛍光体は１５０℃を超えるが、ウインドウ１３０及び側壁挿入体１２６上に積層させた蛍光体の温度は一般的に約７０〜９０℃である。したがって、所望のＣＲＩ値を得るために、熱に対して敏感な蛍光体をＬＥＤモジュール１００に使用することができる。８０以上、さらには９５以上のＣＲＩ値を得るためには、例えば、Ｌａ３Ｓｉ６Ｎ１１：Ｃｅ、ＬａＳｉ３Ｎ５、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋、Ｃａ３（Ｓｃ，Ｍｇ）２、Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ、Ｓｒ０．８Ｃａ０．２ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ、ＣａＳｃ２Ｏ４：Ｃｅ、（Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋、ＳｒＳｉ２Ｎ２Ｏ２：Ｅｕ２＋、Ｃａ３Ｓｃ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ３＋、Ｙ３−ｘＡｌ２Ａｌ３Ｏ１２：Ｃｅｘ＋及びＬｕ３−ｘＡｌ２Ａｌ３Ａ１２：Ｃｅｘ＋などの蛍光体を波長変換要素に使用することができる。
本発明は、説明目的のために特定の実施形態に関連して説明されているが、本発明はそれらに限定されるものではない。本明細書中で説明した実施形態は、蛍光体の使用に限定されるものではなく、染料を含む任意の望ましい波長変換材料を使用することができることを理解すべきである。本発明の精神と範囲から逸脱しない限り、様々な変更及び修正を行うことができる。したがって、添付された特許請求の範囲の精神及び範囲は、上述の説明に限定されるべきではない。

Claims (47)

  1. 発光ダイオードモジュールを製造する方法であって、
    発光ダイオードモジュール内に光混合チャンバを画定するように形成され、第１の波長変換材料を含み、かつ互いに異なる既知の第１の波長変換特性を各々有する複数の第１の構成要素から１つの第１の構成要素を選択するステップと、
    発光ダイオードモジュール内に光混合チャンバをさらに画定するように形成され、第２の波長変換材料を含み、かつ互いに異なる既知の第２の波長変換特性を各々有する複数の第２の構成要素から１つの第２の構成要素を選択するステップと、
    前記選択された第１及び第２の構成要素を少なくとも１つの発光ダイオードに対して組み合わせるステップとを含み、
    前記第１及び第２の構成要素を前記少なくとも１つの発光ダイオードに対して組み合わせたときに、前記第１及び第２の構成要素によって前記少なくとも１つの発光ダイオードのスペクトラルパワー分布が変更され、所定の色点に対して所定の許容範囲内の色点の光が前記光混合チャンバで生成されるように、前記第１及び第２の構成要素の選択を前記少なくとも１つの発光ダイオードのスペクトラルパワー分布に基づいて行うようにしたことを特徴とする方法。
  2. 請求項１に記載の方法であって、
    前記第１及び第２の構成要素を選択する前に、前記少なくとも１つの発光ダイオードのスペクトラルパワー分布を測定するステップをさらに含み、
    測定されたスペクトラルパワー分布に基づいて、前記第１の波長変換特性を有する前記複数の第１の構成要素からの１つの前記第１の構成要素の選択及び前記第２の波長変換特性を有する前記複数の第２の構成要素からの１つの前記第２の構成要素の選択を行うようにしたことを特徴とする方法。
  3. 請求項１に記載の方法であって、
    前記選択された第１及び第２の構成要素を、前記光混合チャンバ内の前記少なくとも１つの発光ダイオードに対して組み合わせるステップと、
    前記選択された第１及び第２の構成要素を前記少なくとも１つの発光ダイオードに対して組み合わせた後に、前記光混合チャンバによって生成された光の色点を測定するステップと、
    所定の色点に対して所定の許容範囲内の色点の光を光混合チャンバで生成すべく、前記選択された第１及び第２の構成要素を前記少なくとも１つの発光ダイオードに対して組み合わせる前に、測定された色点に基づいて前記複数の第１の構成要素から別の第１の構成要素を選択するステップと
    をさらに含むことを特徴とする方法。
  4. 請求項１に記載の方法であって、
    前記第１の選択可能な構成要素の前記第１の種類の波長変換材料によって、CIE 1976 u'v'色度図において第１の方向に沿った色点シフトを生じさせ、
    前記第２の選択可能な構成要素の前記第２の種類の波長変換材料によって、CIE 1976 u'v'色度図において前記第１の方向とは互いに平行でない第２の方向に沿った色点シフトを生じさせるようにしたことを特徴とする方法。
  5. 請求項１に記載の方法であって、
    前記光混合チャンバがハウジング内に形成されており、
    前記選択された第１及び第２の構成要素を前記少なくとも１つの発光ダイオードに対して組み合わせるステップは、前記選択された第１及び第２の構成要素を前記ハウジングに取り付けるステップを含むことを特徴とする方法。
  6. 請求項１に記載の方法であって、
    前記所定の許容範囲は、CIE 1976 u'v'色度図における所定の色点と前記光混合チャンバで生成された光の色点との間の距離が０．００３５未満であることに特徴付けられることを特徴とする方法。
  7. 請求項１に記載の方法であって、
    前記所定の色点が、イルミナントＤシリーズ及び２７００Ｋ、３０００Ｋ、３５００Ｋ、４０００Ｋ、４２００Ｋ、５０００Ｋまたは６５００Ｋの色温度を有する黒体放射体のうちのいずれか１つの色点であることを特徴とする方法。
  8. 請求項１に記載の方法であって、
    前記光混合チャンバが、前記少なくとも１つの発光ダイオードを取り囲む反射性底面と、前記反射性底面及び前記少なくとも１つの発光ダイオードを取り囲む少なくとも１つの反射性側壁と、出力ポートを形成すべく前記少なくとも１つの反射性側壁に対して結合されるウインドウとを含むことを特徴とする方法。
  9. 請求項８に記載の方法であって、
    前記第１の選択可能な構成要素及び前記第２の選択可能な構成要素の各々が、前記反射性底面、前記少なくとも１つの反射性側壁及び前記ウインドウのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする方法。
  10. 請求項９に記載の方法であって、
    前記少なくとも１つの反射性側壁が、前記少なくとも１つの反射性側壁を形成すべく前記光混合チャンバ内に配置される側壁挿入体であることを特徴とする方法。
  11. 請求項９に記載の方法であって、
    前記第１の選択可能な構成要素が前記ウインドウであり、
    前記第２の選択可能な構成要素が前記少なくとも１つの反射性側壁であることを特徴とする方法。
  12. 請求項１に記載の方法であって、
    前記第１の選択可能な構成要素及び前記第２の選択可能な構成要素が第１のウインドウ及び第２のウインドウを含み、
    前記第２のウインドウの前記第２の波長変換材料によって変換された光の一部が、前記第１のウインドウを通って前記光混合チャンバ内に伝達されるようにしたことを特徴とする方法。
  13. 照明モジュールであって、
    所定のスペクトラルパワー分布を有する所定の量の光を生成することができる少なくとも１つの発光ダイオードと、
    前記少なくとも１つの発光ダイオードから放射された前記所定の量の光の一部を所定の量の変換光に変換するように構成された光混合チャンバとを含み、
    前記光混合チャンバが、
    前記所定の量の変換光の一部を含む光を出力することができる出力ポートと、
    第１の波長変換特性を有する第１の種類の波長変換材料を含む第１の選択可能な構成要素と、
    前記第１の波長変換特性とは互いに異なる第２の波長変換特性を有する第２の種類の波長変換材料を含む第２の選択可能な構成要素とを含み、
    前記出力ポートから出力される前記光がCIE 1976 u'v'色度図においてターゲット色点に対する差異の程度Δｕ'ｖ'が０．００９以内の色点を有するように、前記照明モジュールを最終的に組み立てる前に前記第１及び第２の選択可能な構成要素を選択するようにしたことを特徴とする照明モジュール。
  14. 請求項１３に記載の照明モジュールであって、
    前記少なくとも１つの発光ダイオードで生成された前記所定の量の光に応じて、前記第１の選択可能な構成要素の前記第１の種類の波長変換材料によって、CIE 1976 u'v'色度図において第１の方向に沿った色点シフトを生じさせ、
    前記少なくとも１つの発光ダイオードによって生成された前記所定の量の光に応じて、前記第２の選択可能な構成要素の前記第２の種類の波長変換材料によって、CIE 1976 u'v'色度図において前記第１の方向とは互いに平行でない第２の方向に沿った色点シフトを生じさせるようにしたことを特徴とする照明モジュール。
  15. 請求項１３に記載の照明モジュールであって、
    前記光混合チャンバがハウジング内に形成されており、
    前記第１及び第２の選択可能な構成要素は前記ハウジングに取り付けられることを特徴とする照明モジュール。
  16. 請求項１３に記載の照明モジュールであって、
    前記出力ポートから出力される前記光が、CIE 1976 u'v'色度図におけるターゲット色点に対する差異の程度Δｕ'ｖ'が０．００３５以内の色点を有することを特徴とする照明モジュール。
  17. 請求項１３に記載の照明モジュールであって、
    前記ターゲット色点が、イルミナントＤシリーズ及び２７００Ｋ、３０００Ｋ、３５００Ｋ、４０００Ｋ、４２００Ｋ、５０００Ｋまたは６５００Ｋの色温度を有する黒体放射体のうちのいずれか１つの色点であることを特徴とする照明モジュール。
  18. 請求項１３に記載の照明モジュールであって、
    前記光混合チャンバが、前記少なくとも１つの発光ダイオードを取り囲む反射性底面と、前記反射性底面及び前記少なくとも１つの発光ダイオードを取り囲む少なくとも１つの反射性側壁と、出力ポートを形成すべく前記少なくとも１つの反射性側壁に対して結合されるウインドウとを含むことを特徴とする照明モジュール。
  19. 請求項１８に記載の照明モジュールであって、
    前記第１の選択可能な構成要素及び前記第２の選択可能な構成要素の各々が、前記反射性底面、前記少なくとも１つの反射性側壁及び前記ウインドウのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする照明モジュール。
  20. 請求項１９に記載の照明モジュールであって、
    前記少なくとも１つの反射性側壁が、前記少なくとも１つの反射性側壁を形成すべく前記光混合チャンバ内に配置される側壁挿入体であることを特徴とする照明モジュール。
  21. 請求項１９に記載の照明モジュールであって、
    前記第１の選択可能な構成要素が前記ウインドウであり、
    前記第２の選択可能な構成要素が前記少なくとも１つの反射性側壁であることを特徴とする照明モジュール。
  22. 請求項１３に記載の照明モジュールであって、
    前記第１の選択可能な構成要素及び前記第２の選択可能な構成要素が第１のウインドウ及び第２のウインドウを含み、
    前記第２のウインドウの前記第２の波長変換材料によって変換された変換光の一部が、前記第１のウインドウを通って前記光混合チャンバ内に伝達されるようにしたことを特徴とする照明モジュール。
  23. 請求項１３に記載の照明モジュールであって、
    前記第１及び第２の選択可能な構成要素の各々は、波長変換特性について選択可能であることを特徴とする照明モジュール。
  24. 請求項１３に記載の照明モジュールであって、
    前記第１及び第２の選択可能な構成要素が、前記少なくとも１つの発光ダイオードについて測定したスペクトラルパワー分布に基づいて選択されることを特徴とする照明モジュール。
  25. 複数の発光ダイオードモジュールからなるセットであって、
    前記セットの各発光ダイオードモジュールは、
    少なくとも１つの発光ダイオードと、
    前記少なくとも１つの発光ダイオードを取り囲み、出力ポートを有し、かつ、第１の種類の波長変換材料を有する第１の選択可能な構成要素及び第２の種類の波長変換材料を有する第２の選択可能な構成要素によって少なくとも部分的に形成された光混合チャンバとを含み、
    各発光ダイオードモジュールの前記少なくとも１つの発光ダイオードのスペクトラルパワー分布の重心波長は互いに１ｎｍ以上異なり、
    各発光ダイオードモジュールの前記第１の選択可能な構成要素の前記第１の種類の波長変換材料は互いに異なる波長変換特性を有し、
    各発光ダイオードモジュールの前記第２の選択可能な構成要素の前記第２の種類の波長変換材料は互いに異なる波長変換特性を有し、
    各発光ダイオードモジュールにおいて前記第１の選択可能な構成要素の前記第１の種類の波長変換材料及び前記第２の選択可能な構成要素の前記第２の種類の波長変換材料によって前記少なくとも１つの発光ダイオードで生成された光のスペクトラルパワー分布が変更され、前記セットの各発光ダイオードモジュールがCIE 1976 u'v'色度図におけるターゲット色点に対する差異の程度Δｕ'ｖ'が０．００７以内の同じ色点を有するようにしたことを特徴とする発光ダイオードモジュールのセット。
  26. 請求項２５に記載の発光ダイオードモジュールのセットであって、
    前記第１の選択可能な構成要素の前記第１の種類の波長変換材料によって、CIE 1976 u'v'色度図において第１の方向に沿った色点シフトを生じさせ、
    前記第２の選択可能な構成要素の前記第２の種類の波長変換材料によって、CIE 1976 u'v'色度図において前記第１の方向とは互いに平行でない第２の方向に沿った色点シフトを生じさせるようにしたことを特徴とする発光ダイオードモジュールのセット。
  27. 請求項２５に記載の発光ダイオードモジュールのセットであって、
    前記光混合チャンバがハウジング内に形成されており、
    前記第１及び第２の選択可能な構成要素は前記ハウジングに取り付けられることを特徴とする発光ダイオードモジュールのセット。
  28. 請求項２５に記載の発光ダイオードモジュールのセットであって、
    前記セットの前記各発光ダイオードモジュールによって生成される光が、CIE 1976 u'v'色度図におけるターゲット色点に対する差異の程度Δｕ'ｖ'が０．００３５以内の色点を有することを特徴とする発光ダイオードモジュールのセット。
  29. 請求項２５に記載の発光ダイオードモジュールのセットであって、
    前記各発光ダイオードモジュールの前記ターゲット色点が、イルミナントＤシリーズ及び２７００Ｋ、３０００Ｋ、３５００Ｋ、４０００Ｋ、４２００Ｋ、５０００Ｋまたは６５００Ｋの色温度を有する黒体放射体のうちのいずれか１つの色点であることを特徴とする発光ダイオードモジュールのセット。
  30. 請求項２５に記載の発光ダイオードモジュールのセットであって、
    前記光混合チャンバが、前記少なくとも１つの発光ダイオードを取り囲む反射性底面と、前記反射性底面及び前記少なくとも１つの発光ダイオードを取り囲む少なくとも１つの反射性側壁と、出力ポートを形成すべく前記少なくとも１つの反射性側壁に対して結合されるウインドウとを含むことを特徴とする発光ダイオードモジュールのセット。
  31. 請求項３０に記載の発光ダイオードモジュールのセットであって、
    前記第１の選択可能な構成要素及び前記第２の選択可能な構成要素の各々が、前記反射性底面、前記少なくとも１つの反射性側壁及び前記ウインドウのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする発光ダイオードモジュールのセット。
  32. 請求項３１に記載の発光ダイオードモジュールのセットであって、
    前記少なくとも１つの反射性側壁が、前記少なくとも１つの反射性側壁を形成すべく前記光混合チャンバ内に配置される側壁挿入体であることを特徴とする発光ダイオードモジュールのセット。
  33. 請求項３１に記載の発光ダイオードモジュールのセットであって、
    前記第１の選択可能な構成要素が前記ウインドウであり、
    前記第２の選択可能な構成要素が前記少なくとも１つの反射性側壁であることを特徴とする発光ダイオードモジュールのセット。
  34. 請求項２５に記載の発光ダイオードモジュールのセットであって、
    前記第１の選択可能な構成要素及び前記第２の選択可能な構成要素が第１のウインドウ及び第２のウインドウを含み、
    前記第２のウインドウの前記第２の波長変換材料によって変換された変換光の一部が、前記第１のウインドウを通って前記光混合チャンバ内に伝達されるようにしたことを特徴とする照明モジュール。
  35. 複数の発光ダイオードモジュールからなるセットであって、
    前記セットの各発光ダイオードモジュールは、
    少なくとも１つの発光ダイオードと、
    前記少なくとも１つの発光ダイオードを取り囲み、出力ポートを有し、かつ、第１の種類の波長変換材料を有する第１の選択可能な構成要素及び第２の種類の波長変換材料を有する第２の選択可能な構成要素によって少なくとも部分的に形成された光混合チャンバとを含み、
    各発光ダイオードモジュールの前記少なくとも１つの発光ダイオードのスペクトラルパワー分布の重心波長は互いに０．５ｎｍ以上異なり、
    各発光ダイオードモジュールの前記第１の選択可能な構成要素の前記第１の種類の波長変換材料は互いに異なる波長変換特性を有し、
    各発光ダイオードモジュールの前記第２の選択可能な構成要素の前記第２の種類の波長変換材料は互いに異なる波長変換特性を有し、
    各発光ダイオードモジュールにおいて前記第１の選択可能な構成要素の前記第１の種類の波長変換材料及び前記第２の選択可能な構成要素の前記第２の種類の波長変換材料によって前記少なくとも１つの発光ダイオードで生成された光のスペクトラルパワー分布が変更され、前記セットの各発光ダイオードモジュールがCIE 1976 u'v'色度図におけるターゲット色点に対する差異の程度Δｕ'ｖ'が０．００３５以内の同じ色点を有するようにしたことを特徴とする発光ダイオードモジュールのセット。
  36. 請求項３５に記載の発光ダイオードモジュールのセットであって、
    前記第１の選択可能な構成要素の前記第１の種類の波長変換材料によって、CIE 1976 u'v'色度図において第１の方向に沿った色点シフトを生じさせ、
    前記第２の選択可能な構成要素の前記第２の種類の波長変換材料によって、CIE 1976 u'v'色度図において前記第１の方向とは互いに平行でない第２の方向に沿った色点シフトを生じさせるようにしたことを特徴とする発光ダイオードモジュールのセット。
  37. 請求項３５に記載の発光ダイオードモジュールのセットであって、
    前記光混合チャンバがハウジング内に形成されており、
    前記第１及び第２の選択可能な構成要素は前記ハウジングに取り付けられることを特徴とする発光ダイオードモジュールのセット。
  38. 前記各発光ダイオードモジュールの前記ターゲット色点が、イルミナントＤシリーズ及び２７００Ｋ、３０００Ｋ、３５００Ｋ、４０００Ｋ、４２００Ｋ、５０００Ｋまたは６５００Ｋの色温度を有する黒体放射体のうちのいずれか１つの色点であることを特徴とする発光ダイオードモジュールのセット。
  39. 請求項３５に記載の発光ダイオードモジュールのセットであって、
    前記光混合チャンバが、前記少なくとも１つの発光ダイオードを取り囲む反射性底面と、前記反射性底面及び前記少なくとも１つの発光ダイオードを取り囲む少なくとも１つの反射性側壁と、出力ポートを形成すべく前記少なくとも１つの反射性側壁に対して結合されるウインドウとを含むことを特徴とする発光ダイオードモジュールのセット。
  40. 請求項３９に記載の発光ダイオードモジュールのセットであって、
    前記第１の選択可能な構成要素及び前記第２の選択可能な構成要素の各々が、前記反射性底面、前記少なくとも１つの反射性側壁及び前記ウインドウのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする発光ダイオードモジュールのセット。
  41. 請求項４０に記載の発光ダイオードモジュールのセットであって、
    前記少なくとも１つの反射性側壁が、前記少なくとも１つの反射性側壁を形成すべく前記光混合チャンバ内に配置される側壁挿入体であることを特徴とする発光ダイオードモジュールのセット。
  42. 請求項４０に記載の発光ダイオードモジュールのセットであって、
    前記第１の選択可能な構成要素が前記ウインドウであり、
    前記第２の選択可能な構成要素が前記少なくとも１つの反射性側壁であることを特徴とする発光ダイオードモジュールのセット。
  43. 請求項３５に記載の発光ダイオードモジュールのセットであって、
    前記第１の選択可能な構成要素及び前記第２の選択可能な構成要素が第１のウインドウ及び第２のウインドウを含み、
    前記第２のウインドウの前記第２の波長変換材料によって変換された変換光の一部が、前記第１のウインドウを通って前記光混合チャンバ内に伝達されるようにしたことを特徴とする発光ダイオードモジュールのセット。
  44. 照明モジュールであって、
    所定のスペクトラルパワー分布を有する所定の量の光を生成することができる少なくとも１つの発光ダイオードと、
    前記少なくとも１つの発光ダイオードから放射された前記所定の量の光の一部を所定の量の変換光に変換するように構成された光混合チャンバとを含み、
    前記光混合チャンバが、
    前記所定の量の変換光の一部を出力することができる出力ポートと、
    CIE 1976 u'v'色度図においてターゲット色点に対する差異の程度Δｕ'ｖ'が０．００９以内の色点を有する光を前記光混合チャンバで生成されるように、前記少なくとも１つの発光ダイオードの前記スペクトラルパワー分布を変更するための手段とを含むことを特徴とする照明モジュール。
  45. 請求項４４に記載の照明モジュールであって、
    前記少なくとも１つの発光ダイオードの前記スペクトラルパワー分布を変更するための手段が、
    CIE 1976 u'v'色度図において第１の方向に沿って第１の大きさの色点シフトを生じさせるべく、前記少なくとも１つの発光ダイオードで生成された光を変換するための第１の手段と、
    CIE 1976 u'v'色度図において前記第１の方向とは互いに異なる第２の方向に沿って第２の大きさの色点シフトを生じさせるべく、前記少なくとも１つの発光ダイオードで生成された光を変換するための第２の手段とを含み、
    前記少なくとも１つの発光ダイオードの前記スペクトラルパワー分布に応じて前記第１の大きさ及び前記第２の大きさを制御すべく、前記第１及び第２の手段が選択可能であることを特徴とする照明モジュール。
  46. 請求項４５に記載の照明モジュールであって、
    前記第１の手段及び前記第２の手段が、前記光混合チャンバの反射性底面、少なくとも１つの反射性側壁及び前記出力ポートのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする照明モジュール。
  47. 請求項４５に記載の照明モジュールであって、
    前記第１の手段が、第１の波長変換特性を有する第１の種類の波長変換材料を含む、前記光混合チャンバの第１の選択可能な構成要素を含み、
    前記第２の手段が、前記第１の波長変換特性とは互いに異なる第２の波長変換特性を有する第２の種類の波長変換材料を含む、前記光混合チャンバの第２の選択可能な構成要素を含むことを特徴とする照明モジュール。
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