KR101306793B1 - Apparatus and method for controlling mixture spectrum - Google Patents
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Abstract
본 발명은 임의의 파장을 갖는 LED 칩과 형광체의 조합을 설계 및 제조하여 출력 광이 임의의 스펙트럼 분포를 만족하고 연색지수가 향상된 LED 패키지의 제조가 가능한 스펙트럼 혼합 제어 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 본 발명은 목표 스펙트럼 분포 및 설정 조건을 검출하는 입력부; 상기 입력부로부터 입력된 목표 스펙트럼 분포와 설정 조건에 따라 스펙트럼 데이터베이스에서 임의의 광원 및 형광체 정보를 선택하고, 상기 선택된 광원 및 형광체 정보를 조합하여 스펙트럼 분포를 산출하며, 상기 산출된 스펙트럼 분포에 기초하여 제조된 테스트용 LED 패키지의 발광 스팩트럼 분포를 검출하여 분석하고, 상기 분석된 결과가 상기 목표 스펙트럼 분포와 설정 조건을 만족하면 상기 광원 및 형광체의 조합 정보를 출력하는 스펙트럼 제어부; 상기 스펙트럼 제어부로 저장된 광원 및 형광체의 파장 정보와, 임의의 광원과 형광체의 중량비(Wt%)에 따라 반응하여 출력되는 빛의 파장 정보를 제공하는 스펙트럼 데이터베이스; 및 상기 입력부가 제공하는 목표 스펙트럼 분포 및 설정 조건과, 상기 스펙트럼 제어부로부터 출력되는 분석 결과 및 조합 정보를 표시하는 디스플레이부를 포함한다. 따라서 본 발명은 임의의 파장을 갖는 LED 칩과 형광체의 조합을 설계하여 출력 광이 원하는 스펙트럼 분포를 형성하도록 LED 패키지를 제공할 수 있는 장점이 있다.An object of the present invention is to provide a spectral mixing control apparatus and method which designs and manufactures a combination of an LED chip and a phosphor having an arbitrary wavelength so that an output light satisfies an arbitrary spectral distribution and an LED package with improved color rendering index can be manufactured. It is done. To this end, the present invention includes an input unit for detecting a target spectrum distribution and setting conditions; Selecting arbitrary light source and phosphor information from the spectral database according to the target spectral distribution and setting conditions inputted from the input unit, calculating the spectral distribution by combining the selected light source and phosphor information, and manufactured based on the calculated spectral distribution A spectrum controller configured to detect and analyze a light emission spectrum distribution of the tested test LED package, and output combination information of the light source and the phosphor when the analyzed result satisfies the target spectrum distribution and a setting condition; A spectrum database providing wavelength information of light sources and phosphors stored in the spectrum control unit and wavelength information of light output by reacting according to a weight ratio (Wt%) of an arbitrary light source and phosphors; And a display unit which displays a target spectrum distribution and setting condition provided by the input unit, an analysis result and combination information output from the spectrum control unit. Therefore, the present invention has the advantage that it is possible to provide a LED package so that the output light to form a desired spectral distribution by designing a combination of the LED chip and the phosphor having an arbitrary wavelength.
Description
본 발명은 스펙트럼 혼합 제어 장치 및 방법에 관한 발명으로서, 더욱 상세하게는 임의의 파장을 갖는 LED 칩과 형광체의 조합을 설계 및 제조하여 출력 광이 임의의 스펙트럼 분포를 만족하고 연색 지수가 향상된 LED 패키지의 제조가 가능한 스펙트럼 혼합 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus and method for spectral mixing control, and more particularly, to design and manufacture a combination of an LED chip and a phosphor having an arbitrary wavelength so that the output light satisfies an arbitrary spectral distribution and the color rendering index is improved. The present invention relates to a spectral mixing control apparatus and method capable of manufacturing the same.
최근 눈부신 반도체기술의 발달로 LED의 수명 및 효율은 점차 높아가고 있으며, 곧 기존의 조명기구들을 대체하게 될 것으로 전망된다.Recently, the lifetime and efficiency of LEDs have been gradually increasing due to the development of remarkable semiconductor technology, and it is expected that they will soon replace existing lighting equipment.
긴 수명을 가지는 LED 조명은 유지보수가 어려운 환경에서 사용되는 기존의 조명기구를 대체하게 될 것으로 예견되며, 높은 연색지수 및 좁은 영역에 빛을 집속하는 것도 가능하여, 상가에서 상품전시를 위한 조명으로 널리 활용되고 있으며, 적은 소비전력으로 인하여 점차 모든 가정의 조명기구들을 대체할 것으로 기대된다. Long-life LED lighting is expected to replace existing luminaires used in maintenance-intensive environments, and it is also possible to concentrate light in a high color rendering index and narrow area, It is widely used and is expected to gradually replace all home lighting fixtures due to low power consumption.
한편, LED를 이용한 백색광을 구현하는 방식에는 일반적으로 청색 LED에 형광체를 도포하여 패키지 레벨에서 백색광을 구현하는 방법과, 적색(Red color), 청색(Blue color), 녹색(Green color) LED 소자를 인접하게 설치함으로써, 각 LED로부터 발광된 빛이 혼합하여 백색광을 구현하는 삼색 LED 방식이 있다. On the other hand, the method of implementing white light using the LED is generally a method of implementing white light at the package level by applying a phosphor to the blue LED, and red (red), blue (blue), green (color) LED devices By adjoining, there is a tricolor LED system in which the light emitted from each LED is mixed to realize white light.
도 1은 청색, 녹색, 적색 LED의 스팩트럼 분포를 나타낸 파형도로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 일반적으로 LED는 460nm 부근에서 피크 파장을 이루는 청색 LED, 520nm부근에서 피크 파장을 이루는 녹색 LED 및 630nm 부근에서 피크 파장을 이루는 적색 LED가 주종을 이루고 있다.1 is a waveform diagram showing the spectral distribution of blue, green, and red LEDs. As shown in FIG. 1, in general, an LED is a blue LED having a peak wavelength near 460 nm, a green LED having a peak wavelength near 520 nm, and Red LEDs that peak at around 630nm typically dominate.
그러나 이러한 삼색 LED는 각 발광 소자들 간의 상이한 광학적 특성으로 인하여 균일한 혼색 즉, 청색, 녹색 및 적색 LED들의 피크 사이에서는 스펙트럼 영역이 매우 좁기 때문에 가시광 영역을 모두 포함하는 자연광에 가까운 백색광이 구현되지 못하는 문제점이 있다.However, due to the different optical characteristics among the light emitting devices, the triple-color LEDs have a narrow spectral range between the peaks of the blue, green, and red LEDs, so that white light close to the natural light including all of the visible light region is not realized There is a problem.
또한, 조명기구의 광학적 특성을 분석하는 지표로서, 연색지수(Color Rendering Index: CRI)와 상관 색온도(Correlated Color Temperature: CCT)가 있는데 연색지수(CRI)는 같은 색온도를 가지는 자연광(black body radiation과 유사)과 인공적으로 제작한 조명을 동일한 사물에 조사한 경우, 상기 사물의 색상이 달라지는 정도를 나타낸다.In addition, as an index for analyzing the optical characteristics of the luminaire, there are a color rendering index (CRI) and a correlated color temperature (CCT), and the color rendering index (CRI) is the same as the black body radiation having the same color temperature. Similar) and artificially produced lighting is irradiated on the same object, the degree of the color of the object is different.
또한, 상기 상관 색온도(CCT)는 조명기구를 포함하는 발광물체가 백색광을 방출할 때에 이와 매우 비슷한 전자기파를 복사(radiation)하는 흑체(black body)의 온도를 말하는 것으로 상기 상관 색온도(CCT)는 인간의 감성 및 뇌파에 미치는 영향이 크다는 연구결과들이 밝혀지고 있다. In addition, the correlated color temperature (CCT) refers to the temperature of the black body (radiation) that radiates very similar electromagnetic waves when a light emitting object including a luminaire emits white light, the correlated color temperature (CCT) is a human Research has shown that the effect on the sensitivity and EEG of the large.
한편, 자연광(태양광)은 380-780nm 파장의 전대역에 걸쳐서 고르게 방출되고 인간의 시각 활동이 이 자연광에 적응하여 왔기 때문에, 이 자연광이 비추는 사물을 보면 인간은 편안한 느낌을 받게 되고, 시력 역시 보호가 되게 된다.On the other hand, natural light (sunlight) is emitted evenly over the entire wavelength range of 380-780 nm, and human visual activity has been adapted to this natural light, so when looking at the objects that the natural light shines on, humans feel comfortable and their vision is also protected. Becomes.
또한, 자연광 아래에서의 색상과 동일하게 보이는 정도인 연색성을 개선하여, 자연광 아래에서의 색상과 동일하게 보이게 하는 것이 중요하다.In addition, it is important to improve the color rendering property, which is the same level as the color under natural light, to make it look the same as the color under natural light.
그래서, 종래의 LED를 이용하는 조명장치에서는 자연광에 근접하도록 다양한 파장의 LED를 조합하여 연색성을 개선하려고 시도하고 있으나, 각 파장의 LED를 제조하는 것이 제조비용이나 제조 공정상의 수율 문제 등으로 인해 어려운 문제점이 있다.Therefore, in the conventional lighting device using the LED is trying to improve the color rendering properties by combining the LED of various wavelengths to approach natural light, but it is difficult to manufacture the LED of each wavelength due to the manufacturing cost or yield problems in the manufacturing process, etc. There is this.
또한, 백색광 LED는 도 2와 같은 스펙트럼 분포를 형성하여 일반적으로 440-460nm 파장에서 제 1 피크 파장과 520-600nm 파장에서 제 2 피크 파장을 갖는 광을 방출하고, 이러한 백색광 LED는 점선과 같이 태양광에는 존재하지만 백색광 LED에서는 방출되지 않는 파장이 많아서 연색 지수(CRI)가 65-75 수준으로 나빠지는 문제점이 있다.
In addition, the white light LED forms a spectral distribution as shown in FIG. 2 and generally emits light having a first peak wavelength at a wavelength of 440-460 nm and a second peak wavelength at a wavelength of 520-600 nm. There is a problem that the color rendering index (CRI) is degraded to 65-75 level due to the many wavelengths present in the light but not emitted in the white light LED.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 임의의 파장을 갖는 LED 칩과 형광체의 조합을 설계 및 제조하여 출력 광이 임의의 스펙트럼 분포를 만족하고 연색지수가 향상된 LED 패키지의 제조가 가능한 스펙트럼 혼합 제어 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
In order to solve this problem, the present invention is designed and manufactured a combination of the LED chip and the phosphor having an arbitrary wavelength, the spectrum mixing control device capable of manufacturing the LED package with the output light satisfies the arbitrary spectral distribution and the color rendering index improved And to provide a method.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 스펙트럼 혼합 제어 장치로서, 사용자로부터 설계 대상이 되는 목표 스펙트럼 분포와, 연색 지수 및 상관 색온도를 포함한 설정 조건을 검출하는 입력부;
상기 입력부로부터 입력된 목표 스펙트럼 분포와, 연색 지수 및 상관 색온도를 포함한 설정 조건에 따라 스펙트럼 데이터베이스에서 임의의 광원과, 상기 광원과 반응하는 적어도 하나 이상의 형광체 정보를 선택하고, 상기 선택된 광원과, 상기 광원에 반응하는 형광체가 갖는 고유 파장을 분해 및 합성하여 스펙트럼 분포를 산출하며, 상기 산출된 스펙트럼 분포에 기초하여 실제 제작된 테스트용 LED 패키지의 발광 스팩트럼 분포를 검출하여 분석하고, 상기 분석 결과, 발광 스펙트럼의 분포가 상기 목표 스펙트럼 분포와 설정 조건을 만족하면, 상기 선택된 광원과, 상기 광원에 반응하는 형광체 정보를 출력하며, 상기 분석 결과, 상기 목표 스펙트럼 분포와 설정 조건을 만족하지 않으면, 분석된 발광 스펙트럼 분포와 목표 스펙트럼 분포 사이의 스펙트럼 분포, 연색 지수 및 상관 색온도를 포함한 오차 정보를 검출하여 스펙트럼 분포를 재산출하는 스펙트럼 제어부; 상기 스펙트럼 제어부로 저장된 광원 및 형광체의 파장 정보와, 임의의 광원과, 상기 광원에 반응하는 형광체의 중량비(Wt%)에 따라 반응하여 출력되는 빛의 파장 정보를 제공하는 스펙트럼 데이터베이스; 및 상기 입력부가 제공하는 목표 스펙트럼 분포 및 설정 조건과, 상기 스펙트럼 제어부로부터 출력되는 분석 결과와, 광원과 형광체의 조합 정보를 표시하는 디스플레이부를 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a spectral mixing control apparatus, comprising: an input unit for detecting a target spectral distribution, a color rendering index and a correlated color temperature, which are the design targets from a user;
Select any light source and at least one phosphor information reacting with the light source in a spectral database according to a target spectral distribution input from the input unit and a set condition including a color rendering index and a correlated color temperature, and the selected light source and the light source The spectral distribution is calculated by decomposing and synthesizing the intrinsic wavelengths of the phosphors reacting to the fluorescence. The spectral distribution is detected and analyzed based on the calculated spectral distribution. If the distribution satisfies the target spectral distribution and setting conditions, the selected light source and phosphor information corresponding to the light source are output. If the analysis result does not satisfy the target spectral distribution and setting conditions, the analyzed emission spectrum is analyzed. Specification between distribution and target spectral distribution A spectral control unit for detecting error information including a trum distribution, a color rendering index, and a correlated color temperature to recalculate a spectral distribution; A spectrum database providing wavelength information of light sources and phosphors stored in the spectrum control unit, wavelength information of arbitrary light sources and light output in response to a weight ratio (Wt%) of phosphors reacting to the light sources; And a display unit configured to display target spectrum distribution and setting conditions provided by the input unit, analysis results output from the spectrum control unit, and combination information of a light source and a phosphor.
또한, 본 발명에 따른 상기 스펙트럼 제어부는 상기 분석 결과가 목표 스펙트럼 분포와 설정 조건을 만족하지 않으면, 분석된 발광 스펙트럼 분포와 목표 스펙트럼 분포 사이의 스펙트럼 분포, 연색 지수 및 상관 색온도를 포함한 오차 정보를 검출하여 상기 선택된 광원과, 상기 광원에 반응하는 형광체의 파장, 형광체의 종류 및 형광체의 중량비(Wt%)에 반영시켜 스펙트럼 분포를 재산출하는 것을 특징으로 한다.In addition, if the analysis result does not satisfy the target spectrum distribution and the setting conditions, the spectrum controller according to the present invention detects error information including a spectrum distribution, a color rendering index, and a correlated color temperature between the analyzed emission spectrum distribution and the target spectrum distribution. And reflecting the selected light source, the wavelength of the phosphor reacting with the light source, the kind of the phosphor, and the weight ratio (Wt%) of the phosphor to recalculate the spectral distribution.
또한, 본 발명에 따른 상기 스펙트럼 제어부는 선택된 광원 및 형광체 정보로부터 1차 스펙트럼의 분포를 산출하고, 상기 산출된 1차 스펙트럼 분포를 합성하여 2차 스펙트럼 분포를 산출하는 것을 특징으로 한다.In addition, the spectrum control unit according to the present invention is characterized by calculating the distribution of the primary spectrum from the selected light source and phosphor information, and by combining the calculated primary spectrum distribution to calculate the secondary spectrum distribution.
또한, 본 발명에 따른 상기 2차 스펙트럼은 임의의 1차 스펙트럼과, 상기 1차 스펙트럼의 합성을 통해 리액션된 스펙트럼을 순차적으로 합성하여 산출하는 것을 특징으로 한다.In addition, the secondary spectrum according to the present invention is characterized by calculating by sequentially combining any of the primary spectrum and the reacted spectrum through the synthesis of the primary spectrum.
또한, 본 발명에 따른 상기 광원 정보는 390nm ~ 420nm 사이에서 피크 파장인 청자색 광을 발광하는 LED 칩의 파장 정보, 440nm ~ 470nm 사이에서 피크 파장인 청색 광을 발광하는 LED 칩의 파장 정보, 470nm ~ 490nm 사이에서 피크 파장인 시안색 광을 발광하는 LED 칩의 파장 정보 및 620nm ~ 640nm 사이에서 적색 광을 발광하는 LED 칩의 파장 정보 중 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.In addition, the light source information according to the present invention is the wavelength information of the LED chip emitting blue-violet light having a peak wavelength between 390 nm and 420 nm, the wavelength information of the LED chip emitting blue light having a peak wavelength between 440 nm and 470 nm, and 470 nm through And at least one of wavelength information of the LED chip emitting cyan light, which is the peak wavelength between 490 nm, and wavelength information of the LED chip emitting red light, between 620 nm and 640 nm.
또한, 본 발명에 따른 상기 형광체 정보는 광원과 반응하는 임의의 파장을 갖는 적어도 하나 이상의 형광체가 임의의 중량비(Wt%)로 혼합된 형광체 정보인 것을 특징으로 한다.In addition, the phosphor information according to the present invention is characterized in that the phosphor information in which at least one or more phosphors having an arbitrary wavelength reacting with the light source are mixed in an arbitrary weight ratio (Wt%).
또한, 본 발명에 따른 상기 임의의 파장을 갖는 형광체는 청색 형광체, 녹색 형광체, 적색 형광체, 오렌지색 형광체 및 황색 형광체 중 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.In addition, the phosphor having any wavelength according to the present invention is characterized in that at least one of a blue phosphor, a green phosphor, a red phosphor, an orange phosphor and a yellow phosphor.
또한, 본 발명은 스펙트럼 혼합 제어 방법으로서, a) 입력부가 사용자로부터 설계 대상이 되는 목표 스펙트럼 분포와, 연색 지수 및 상관 색온도를 포함한 설정 조건을 검출하면, 스펙트럼 제어부가 상기 검출된 조건에 따라 목표 스펙트럼 정보를 설정하는 단계; b) 상기 스펙트럼 제어부가 목표 스펙트럼 분포를 형성하기 위한 광원과, 상기 광원과 반응하는 적어 하나 이상의 형광체 정보를 스펙트럼 데이터베이스에서 선택하고, 상기 선택된 광원과, 상기 광원에 반응하는 형광체가 갖는 고유 파장을 분해 및 합성하여 산출하는 단계; c) 상기 스펙트럼 제어부가 b)단계에서 산출된 스펙트럼 분포를 상기 a)단계에서 설정된 조건과 비교하여 만족하는지 여부를 판단하는 단계; d) 상기 판단 결과, b)단계에서 산출된 스펙트럼 분포가 설정된 조건을 만족하면 상기 스펙트럼 제어부가 상기 선택된 광원과, 상기 광원에 반응하는 형광체 정보를 출력하고, 상기 b)단계에서 산출된 스펙트럼 분포 정보에 근거하여 실제 제작된 테스트용 LED 패키지의 스펙트럼 분포를 검출하여 분석하는 단계; 및 e) 상기 스펙트럼 제어부는 상기 분석 결과, 발광 스펙트럼의 분포가 상기 목표 스펙트럼 분포와 설정 조건을 만족하면, 상기 선택된 광원과, 상기 광원에 반응하는 형광체 정보를 포함한 LED 패키지의 제조 정보를 출력하며, 상기 분석 결과, 상기 목표 스펙트럼 분포와 설정 조건을 만족하지 않으면, 분석된 발광 스펙트럼 분포와 목표 스펙트럼 분포 사이의 스펙트럼 분포, 연색 지수 및 상관 색온도를 포함한 오차 정보를 검출하여 스펙트럼 분포를 재산출하는 단계를 포함한다.In addition, the present invention provides a spectrum mixing control method comprising: a) when the input unit detects a target spectrum distribution to be designed by a user, and setting conditions including a color rendering index and a correlated color temperature, the spectrum controller controls the target spectrum according to the detected conditions. Setting information; b) the spectrum controller selects a light source for forming a target spectral distribution, and at least one phosphor information reacting with the light source from a spectral database, and decomposes the selected light source and the intrinsic wavelength of the phosphor reacting to the light source; And calculating by synthesizing; c) determining, by the spectrum control unit, whether the spectrum distribution calculated in step b) is satisfied by comparing with the condition set in step a); d) when the spectral distribution calculated in step b) satisfies the set condition, the spectrum controller outputs the selected light source and phosphor information in response to the light source, and the spectral distribution information calculated in step b). Detecting and analyzing a spectral distribution of an actually manufactured test LED package based on the detection; And e) the spectrum controller outputs manufacturing information of the LED package including the selected light source and phosphor information in response to the light source, if the distribution of the emission spectrum satisfies the target spectrum distribution and setting conditions. If the analysis result does not satisfy the target spectral distribution and the setting condition, detecting the error information including the spectrum distribution, the color rendering index, and the correlated color temperature between the analyzed emission spectrum distribution and the target spectrum distribution, and recalculating the spectral distribution. Include.
또한, 본 발명에 따른 상기 e)단계는 테스트용 LED 패키지의 스펙트럼 분포가 목표 스펙트럼 분포를 만족하지 않으면, 분석된 발광 스펙트럼 분포와 목표 스펙트럼 분포 사이의 스펙트럼 분포, 연색 지수 및 상관 색온도를 포함한 오차 정보를 검출하고, 상기 b)단계에서 선택된 광원과, 상기 광원에 반응하는 형광체의 파장, 형광체의 종류 및 형광체의 중량비(Wt%)에 반영하여 상기 c) 및 d)단계를 재수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in step e) according to the present invention, if the spectral distribution of the test LED package does not satisfy the target spectral distribution, error information including a spectrum distribution, a color rendering index, and a correlated color temperature between the analyzed emission spectrum distribution and the target spectral distribution. Detecting and reflecting the light source selected in step b), the wavelength of the phosphor reacting to the light source, the type of the phosphor, and the weight ratio (Wt%) of the phosphor, and performing steps c) and d) again. Characterized in that.
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또한, 본 발명에 따른 상기 b)단계의 광원 정보는 390nm ~ 420nm 사이에서 피크 파장인 청자색 광을 발광하는 LED 칩의 파장 정보, 440nm ~ 470nm 사이에서 피크 파장인 청색 광을 발광하는 LED 칩의 파장 정보, 470nm ~ 490nm 사이에서 피크 파장인 시안색 광을 발광하는 LED 칩의 파장 정보 및 620nm ~ 640nm 사이에서 적색 광을 발광하는 LED 칩의 파장 정보 중 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.In addition, the light source information of step b) according to the present invention is the wavelength information of the LED chip emitting blue violet light, which is the peak wavelength, between 390 nm and 420 nm, and the wavelength of the LED chip emitting blue light, which is the peak wavelength, between 440 nm and 470 nm. Information, at least one of wavelength information of an LED chip emitting cyan light, which is a peak wavelength between 470 nm and 490 nm, and wavelength information of an LED chip emitting red light, between 620 nm and 640 nm.
또한, 본 발명에 따른 상기 b)단계의 형광체 정보는 광원과 반응하는 임의의 파장을 갖는 적어도 하나 이상의 형광체가 임의의 중량비(Wt%)로 혼합된 형광체 정보인 것을 특징으로 한다.In addition, the phosphor information of step b) according to the present invention is characterized in that the phosphor information in which at least one phosphor having an arbitrary wavelength reacting with the light source is mixed in an arbitrary weight ratio (Wt%).
또한, 본 발명에 따른 상기 임의의 파장을 갖는 형광체는 청색 형광체, 녹색 형광체, 적색 형광체, 오렌지색 형광체 및 황색 형광체 중 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.In addition, the phosphor having any wavelength according to the present invention is characterized in that at least one of a blue phosphor, a green phosphor, a red phosphor, an orange phosphor and a yellow phosphor.
또한, 본 발명에 따른 상기 b)단계의 스펙트럼 분포는 광원 및 형광체의 스펙트럼을 형성하는 단일광 및 복합광을 혼합하여 시뮬레이션을 통해 산출하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the spectral distribution of the step b) according to the invention is characterized in that it is calculated through a simulation by mixing a single light and a complex light forming the spectrum of the light source and the phosphor.
본 발명은 임의의 파장을 갖는 LED 칩과 형광체의 조합을 설계하여 출력 광이 원하는 스펙트럼 분포를 형성하도록 LED 패키지를 제공할 수 있는 장점이 있다.The present invention has the advantage that it is possible to provide a LED package so that the output light forms the desired spectral distribution by designing a combination of the LED chip and the phosphor having an arbitrary wavelength.
또한, 본 발명은 출력광의 연색지수를 향상시켜 자연광에 가까운 광을 출력하는 LED 패키지를 제공할 수 있는 장점이 있다.
In addition, the present invention has an advantage that can provide an LED package for outputting light close to natural light by improving the color rendering index of the output light.
도 1 은 일반적인 청색, 녹색, 적색 LED의 스팩트럼 분포를 나타낸 파형도.
도 2 는 종래 기술에 따른 백색광 LED의 스펙트럼 분포를 나타낸 파형도.
도 3 은 본 발명에 따른 스펙트럼의 혼합 제어 장치의 구성을 나타낸 블록도.
도 4 는 본 발명에 따른 스펙트럼의 혼합 제어 방법을 나타낸 흐름도.
도 5 는 도 4에 따른 스펙트럼의 혼합 제어 방법의 스펙트럼 산출 과정을 나타낸 파형도.1 is a waveform diagram showing the spectral distribution of a typical blue, green and red LED.
2 is a waveform diagram showing a spectral distribution of a white light LED according to the prior art;
3 is a block diagram showing the configuration of a spectrum mixing control device according to the present invention;
4 is a flowchart illustrating a method for controlling mixing of spectra according to the present invention.
5 is a waveform diagram illustrating a spectrum calculation process of the spectrum mixing control method according to FIG. 4.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 스펙트럼 혼합 제어 장치 및 방법의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the apparatus and method for spectral mixing control according to the present invention.
(스펙트럼의 혼합 제어 장치)(Mix control device of spectrum)
도 3은 본 발명에 따른 스펙트럼 혼합 제어 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.3 is a block diagram showing a configuration of a spectrum mixing control device according to the present invention.
도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 스펙트럼 혼합 제어 장치(100)는 입력부(110)와, 스펙트럼 제어부(120)와, 스펙트럼 데이터베이스(130)와, 디스플레이부(140)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 3, the spectrum
상기 입력부(110)는 사용자로부터 설계 대상이 되는 목표 스펙트럼의 분포와, 연색 지수(Color Rendering Index: CRI) 및 상관 색온도(Correlated Color Temperature: CCT) 등과 같은 설정 조건을 입력받아 제공하는 구성으로서, 키패드, 키보드, 스위치, 마우스 등의 입력 수단과, 외부 장치(컴퓨터)로부터 송신되는 입력 정보들을 수신하기 위한 데이터 송수신 수단을 포함하여 구성된다. The
또한, 상기 입력부(110)는 설정 조건으로 사용자가 입력하는 임의의 광원 정보와 형광체 정보와 상기 형광체의 중량비(Wt%)를 검출하여 제공한다.In addition, the
상기 스펙트럼 제어부(120)는 입력부(110)로부터 입력된 목표 스펙트럼 분포와 설정 조건에 따라 스펙트럼 데이터베이스(130)에서 미리 설정된 임의의 광원 정보와 상기 광원과 반응하는 적어도 하나 이상의 형광체 정보를 선택하고, 상기 선택된 광원 및 형광체 정보를 조합하여 스펙트럼 분포를 산출한다.The
또한, 상기 스펙트럼 제어부(120)는 선택된 광원 및 형광체 정보로부터 각각의 광원과 형광체가 갖는 고유의 파장을 분해하여 배열한 1차 스펙트럼의 분포를 산출하고, 상기 산출된 1차 스펙트럼 분포를 합성하여 2차 스펙트럼 분포를 산출 한다.In addition, the
상기 2차 스펙트럼 분포는 광원의 1차 스펙트럼과 상기 광원과 가까운 파장을 갖는 형광체의 1차 스펙트럼을 합성하며, 상기 합성으로 인해 리액션되는 스펙트럼과 선택된 형광체 중에서 다른 파장을 갖는 형광체의 1차 스펙트럼을 순차적으로 재합성하여 2차 스펙트럼의 분포를 산출한다.The second spectral distribution synthesizes a first spectrum of a light source and a first spectrum of a phosphor having a wavelength close to the light source, and sequentially synthesizes the first spectrum of the phosphor having a different wavelength among the reacted spectrum and the selected phosphor due to the synthesis. Resynthesis by to calculate the distribution of the secondary spectrum.
또한, 상기 스펙트럼 제어부(120)는 상기 산출된 스펙트럼의 분포와 상기 스펙트럼으로부터 연색 지수(CRI) 또는 상관 색온도(CCT) 등을 검출하고, 상기 검출된 정보들을 상기 목표 스펙트럼의 분포, 연색 지수 및 상관 색온도 등과 비교 및 분석하여 만족하면 테스트용 LED 패키지의 제조를 위한 광원 및 형광체의 파장 정보와 상기 형광체의 혼합 중량비(Wt%) 등을 포함한 테스트용 LED 패키지 제조 정보를 출력한다.In addition, the
또한, 상기 스펙트럼 제어부(120)는 상기 산출된 스펙트럼의 분포, 연색 지수 및 상관 색온도가 목표 스펙트럼의 분포, 연색 지수 및 상관 색온도를 충족하기 않으면 산출된 스펙트럼과 목표 스펙트럼 사이의 스펙트럼 분포, 연색 지수 및 상관 색온도를 포함한 오차 정보를 검출하여 상기 선택된 광원 및 형광체의 파장과 형광체의 종류와 혼합 중량비(Wt%)에 반영시켜 2차 스펙트럼을 재산출한다.In addition, the
또한, 상기 스펙트럼 제어부(120)는 입력부(110)를 통해 상기 테스트용 LED 패키지 제조 정보에 기초하여 제조된 테스트용 LED 패키지의 발광 스팩트럼 분포가 검출되면, 상기 검출된 테스트용 LED 패키지의 발광 스펙트럼 분포와 연색 지수 및 상관 색온도 등을 분석하고, 상기 분석된 결과 정보들을 상기 목표 스펙트럼의 분포, 연색 지수 및 상관 색온도 등의 설정 조건과 비교하여 만족하면 양산용 LED패키지 제조를 위한 광원 및 형광체의 최종 조합 정보를 출력한다.In addition, when the emission spectrum distribution of the test LED package manufactured based on the test LED package manufacturing information is detected through the
상기 광원 및 형광체의 최종 조합 정보는 광원의 파장, 형광체의 종류 및 파장, 각 형광체의 혼합 중량비(Wt%)를 포함한다.The final combination information of the light source and the phosphor includes the wavelength of the light source, the type and wavelength of the phosphor, and the mixed weight ratio (Wt%) of each phosphor.
또한, 상기 스펙트럼 제어부(120)는 상기 테스트용 LED 패키지의 분석 결과 정보들이 상기 목표 스펙트럼의 분포, 연색 지수 및 상관 색온도 등의 설정 조건과 비교하여 만족하지 않으면 분석된 스펙트럼과 목표 스펙트럼 사이의 스펙트럼 분포, 연색 지수 및 상관 색온도를 포함한 오차 정보를 검출하여 상기 선택된 광원 및 형광체의 파장과 형광체의 종류와 혼합 중량비(Wt%)에 반영시켜 2차 스펙트럼을 재산출한다. In addition, the
상기 스펙트럼 데이터베이스(130)는 임의의 광원과, 형광체 정보와, 상기 광원을 미리 설정된 중량비(Wt%)의 형광체 또는 복수의 형광체들을 임의의 중량비(Wt%)로 혼합한 형광체와 반응하여 출력되는 빛의 파장 정보를 저장하고, 상기 스펙트럼 제어부(120)로 상기 저장된 정보들을 제공한다.The
상기 광원 정보는 390nm ~ 420nm 사이에서 피크 파장인 청자색 광을 발광하는 LED 칩의 파장 정보, 440nm ~ 470nm 사이에서 피크 파장인 청색 광을 발광하는 LED 칩의 파장 정보, 470nm ~ 490nm 사이에서 피크 파장인 시안색 광을 발광하는 LED 칩의 파장 정보 및 620nm ~ 640nm 사이에서 적색 광을 발광하는 LED 칩의 파장 정보 등을 포함하고, 상기 광원 정보는 상기 파장 정보에 한정되는 것은 아니다.The light source information includes wavelength information of an LED chip emitting blue violet light having a peak wavelength between 390 nm and 420 nm, wavelength information of an LED chip emitting blue light having a peak wavelength between 440 nm and 470 nm, and a peak wavelength between 470 nm and 490 nm. Wavelength information of the LED chip emitting cyan light and wavelength information of the LED chip emitting red light between 620 nm and 640 nm, and the like, and the light source information is not limited to the wavelength information.
또한, 상기 형광체 정보는 임의의 파장을 갖는 적어도 하나 이상의 형광체와, 상기 형광체 사이에 임의의 중량비(Wt%)로 혼합된 형광체의 파장 정보를 포함한다. Further, the phosphor information includes at least one phosphor having an arbitrary wavelength and wavelength information of the phosphor mixed in an arbitrary weight ratio (Wt%) between the phosphors.
상기 형광체의 혼합 중량비(Wt%)는 예를 들면, 실리콘 중량비(Wt%) 100에 대하여 청색 형광체 6.28 내지 8.39, 녹색 형광체 0.96 내지 1.29, 황색 형광체 0.96 내지 1.29, 적색 형광체 0.4 내지 0.53 중량비(Wt%)에 따라 혼합된 경우 각각의 혼합 중량비에 따른 혼합된 형광체의 파장 정보이다.The mixture weight ratio (Wt%) of the phosphor is, for example, blue phosphors 6.28 to 8.39, green phosphors 0.96 to 1.29, yellow phosphors 0.96 to 1.29, and red phosphors 0.4 to 0.53 weight ratio (Wt%) relative to silicon weight ratio (Wt%) 100. ), When mixed according to the wavelength information of the mixed phosphor according to the mixing weight ratio of each.
또한, 상기 임의의 파장을 갖는 형광체는 청색 형광체, 녹색 형광체, 적색 형광체, 오렌지색 형광체 및 황색 형광체 등을 포함한다.In addition, the phosphor having any wavelength includes a blue phosphor, a green phosphor, a red phosphor, an orange phosphor, a yellow phosphor, and the like.
상기 디스플레이부(140)는 입력부(110)를 통해 제공하는 목표 스펙트럼 분포 및 설정 조건 등이 사용자에게 표시될 수 있도록 하고, 상기 스펙트럼 제어부(120)로부터 출력되는 스펙트럼의 산출 정보 및 분석 결과 정보와, 테스트용 LED 패키지의 제조 정보와 양산용 LED 패키지 제조를 위한 광원 및 형광체의 최종 조합 정보가 사용자에게 표시되도록 한다.
The
(스펙트럼의 혼합 제어 방법)(Method of Mixing Control of Spectrum)
도 4는 본 발명에 따른 스펙트럼 혼합 제어 방법을 나타낸 흐름도이고, 도 5는 도 4에 따른 스펙트럼 혼합 제어 방법의 스펙트럼 산출 과정을 나타낸 파형도이다.4 is a flowchart illustrating a spectral mixing control method according to the present invention, and FIG. 5 is a waveform diagram illustrating a spectrum calculation process of the spectral mixing control method according to FIG. 4.
도 3 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 스펙트럼 혼합 제어 방법은 입력부(110)에서 목표 스펙트럼의 정보가 제공되면 스펙트럼 제어부(120)가 입력된 목표 스펙트럼 정보를 디스플레이부(140)로 표시함과 동시에 상기 입력된 목표 스펙트럼 정보를 분석하여 스펙트럼 분포와 연색 지수(CRI)와 상관 색온도(CCT)와 임의의 광원이나 형광체의 혼합 중량비(Wt%) 등을 포함한 조건을 설정(S100)한다. 3 to 5, in the spectrum mixing control method according to the present invention, when the information on the target spectrum is provided from the
상기 스펙트럼 제어부(120)가 상기 설정된 목표 스펙트럼 분포를 형성하기 위한 광원 및 형광체 정보와, 혼합 중량비 등의 정보를 스펙트럼 데이터베이스(130)로부터 선택(S110)하고, 상기 선택된 광원 및 형광체 정보를 조합하기 위한 1차 스펙트럼 분포를 산출(S120)한다. The
상기 S120단계에서 선택되는 광원 및 형광체 정보는 서로 다른 임의의 파장을 갖고, 상기 광원 정보는 390nm ~ 420nm 사이에서 피크 파장인 청자색 광을 발광하는 LED 칩의 파장 정보, 440nm ~ 470nm 사이에서 피크 파장인 청색 광을 발광하는 LED 칩의 파장 정보, 470nm ~ 490nm 사이에서 피크 파장인 시안색 광을 발광하는 LED 칩의 파장 정보 및 620nm ~ 640nm 사이에서 적색 광을 발광하는 LED 칩의 파장 정보 등을 포함한다.The light source and phosphor information selected in step S120 have arbitrary wavelengths different from each other, and the light source information is wavelength information of an LED chip emitting blue violet light, which is a peak wavelength between 390 nm and 420 nm, and a peak wavelength between 440 nm and 470 nm. Wavelength information of the LED chip emitting blue light, wavelength information of the LED chip emitting cyan light, which is the peak wavelength between 470 nm to 490 nm, and wavelength information of the LED chip emitting red light between 620 nm and 640 nm, and the like. .
또한, 상기 형광체 정보는 상기 광원에서 출력되는 빛과 반응하여 스펙트럼을 형성하도록 임의의 파장을 갖는 적어도 하나 이상의 형광체가 포함되고, 복수의 형광체가 포함되는 경우 각 형광체의 파장 정보와 각 형광체별로 미리 설정된 임의의 중량비(Wt%)를 포함하고, 상기 임의의 파장을 갖는 형광체는 청색 형광체, 녹색 형광체, 적색 형광체, 오렌지색 형광체 및 황색 형광체In addition, the phosphor information includes at least one phosphor having an arbitrary wavelength to react with the light output from the light source to form a spectrum, and when a plurality of phosphors is included, the wavelength information of each phosphor and a predetermined preset for each phosphor A phosphor having an arbitrary weight ratio (Wt%), wherein the phosphor having the arbitrary wavelength includes a blue phosphor, a green phosphor, a red phosphor, an orange phosphor, and a yellow phosphor
또한, 상기 1차 스펙트럼 정보는 선택된 광원 및 형광체의 독립된 파장 정보와 이를 개략적인 스펙트럼 분포로 디스플레이하는 정보이다.In addition, the primary spectral information is independent wavelength information of the selected light source and the phosphor and information displaying the same as a spectral distribution.
상기 스펙트럼 제어부(120)는 상기 S120단계에서 산출된 1차 스펙트럼 분포로부터 2차 스펙트럼 분포를 산출(S130)하고, 상기 2차 스펙트럼 분포는 광원 및 형광체의 1차 스펙트럼을 형성하는 단일광 및 복합광을 혼합하여 시뮬레이션을 통해 산출되며, 상기 제 2 스펙트럼 분포를 산출하는 방법은 다음과 같다.The
예를 들면, λ0의 파장을 갖는 광원과, λ1의 파장을 갖는 제 1 형광체와, λ2의 파장을 갖는 제 2 형광체와 λ3의 파장을 갖는 제 3 형광체의 스펙트럼을 합성하는 경우 스펙트럼 제어부(120)는 도 5와 같이, λ0의 파장을 갖는 광원의 스펙트럼 R1(λ0)을 산출하고, 상기 R1(λ0) 스펙트럼과 인접한 위치에 λ1의 파장을 갖는 제 1 형광체의 스펙트럼 R2{R2(λ0), R12(λ1)}를 산출하며, λ2의 파장을 갖는 제 2 형광체의 스펙트럼 R3{R3(λ0), R13(λ1), R23(λ2)}를 산출하고, λ3의 파장을 갖는 제 3 형광체의 스펙트럼 R4{R4(λ0), R14(λ1), R24(λ2), R34(λ3)}를 산출하여 가산 혼합을 통해 제 2 스펙트럼을 산출한다.For example, when synthesizing the spectra of a light source having a wavelength of λ0, a first phosphor having a wavelength of λ1, a second phosphor having a wavelength of λ2, and a third phosphor having a wavelength of λ3, the
상기 가산 혼합은 스펙트럼을 더하는 혼합으로써, 혼합하면 할수록 명도가 높아져 밝아지는 장점이 있다.The addition mixing is a mixture that adds the spectrum, and the more the mixing, the brighter the brightness becomes.
상기 S130단계에서 2차 스펙트럼 정보가 산출되면 상기 스펙트럼 제어부(120)는 상기 산출된 2차 스펙트럼 분포로부터 연색 지수(CRI) 또는 상관 색온도(CCT) 등을 검출하고, 상기 검출된 정보를 상기 S100단계에서 설정된 목표 스펙트럼의 분포, 연색 지수 또는 상관 색온도 등의 기준값(예를 들면 연색 지수가 90이상)과 비교하여 만족하는지 여부를 판단(S140)한다.When the second spectrum information is calculated in step S130, the
상기 S140단계의 판단 결과, 상기 산출된 스펙트럼의 분포, 연색 지수 및 상관 색온도가 목표 스펙트럼의 분포, 연색 지수 및 상관 색온도를 충족하기 않으면 상기 스펙트럼 제어부(120)는 산출된 2차 스펙트럼과 목표 스펙트럼 사이의 스펙트럼 분포, 연색 지수 및 상관 색온도를 포함한 오차 정보를 검출하고, 상기 검출된 오차 정보를 디스플레이부(140)로 출력하며 상기 S110단계에서 선택된 광원 및 형광체의 파장과 형광체의 종류와 혼합 중량비(Wt%)를 조절(S141)하여 1차 스펙트럼 및 2차 스펙트럼을 재산출한다.As a result of the determination in step S140, if the calculated distribution, color rendering index, and correlation color temperature do not satisfy the distribution, color rendering index, and correlation color temperature of the target spectrum, the
또한, 상기 S140단계의 판단 결과 상기 산출된 스펙트럼의 분포, 연색 지수 및 상관 색온도가 목표 스펙트럼의 분포, 연색 지수 및 상관 색온도를 충족하면, 상기 스펙트럼 제어부(120)는 테스트용 LED 패키지의 제조를 위한 상기 광원 및 형광체의 파장 정보와 상기 형광체의 혼합 중량비(Wt%) 등을 포함한 테스트용 LED 패키지 제조 정보를 디스플레이부(140)를 통해 출력하며 테스트용 LED 패키지의 제조(S150)가 수행되도록 한다.In addition, if the calculated distribution, color rendering index and the correlated color temperature of the calculated spectrum, the color rendering index and the correlated color temperature as a result of the determination in step S140, the
상기 스펙트럼 제어부(120)는 상기 S150단계의 테스트용 LED 패키지 제조 정보에 기초하여 제조된 테스트용 LED 패키지의 스펙트럼 분포를 입력부(110)를 통해 수신하면, 상기 수신된 테스트용 LED 패키지의 스펙트럼 정보로부터 스펙트럼 분포, 연색 지수, 상관 색온도 등을 분석(S160)한다.The
상기 스펙트럼 제어부(120)는 상기 S160단계에서 분석된 테스트용 LED 패키지의 스펙트럼 정보를 상기 목표 스펙트럼 정보의 기준값과 비교하여 만족하는지 여부를 판단(S170)한다. The
상기 S170단계의 판단 결과, 상기 분석된 스펙트럼의 결과 정보들이 상기 목표 스펙트럼의 분포, 연색 지수 및 상관 색온도 등의 설정 조건에 일치하거나 만족하면 양산용 LED 패키지의 제조를 위한 광원 및 형광체의 파장 정보와 상기 형광체의 혼합 중량비(Wt%) 등을 포함한 최종 조합 정보를 디스플레이부(140)를 통해 출력하며 양산용 LED 패키지의 제조(S180)가 수행되도록 한다.As a result of the determination in step S170, if the result information of the analyzed spectrum meets or satisfies setting conditions such as the distribution of the target spectrum, color rendering index, and correlated color temperature, the wavelength information of the light source and the phosphor for manufacturing the LED package for mass production; The final combination information including the mixing weight ratio (Wt%) of the phosphor is output through the
또한, 상기 S170단계의 판단 결과, 상기 분석된 스펙트럼의 결과 정보들이 상기 목표 스펙트럼의 분포, 연색 지수 및 상관 색온도 등의 설정 조건에 일치하거나 만족하지 않으면, 상기 스펙트럼 제어부(120)는 상기 분석된 스펙트럼과 목표 스펙트럼 사이의 스펙트럼 분포, 연색 지수 및 상관 색온도를 포함한 오차 정보를 검출하고, 상기 검출된 오차 정보를 디스플레이부(140)로 출력하며 상기 S110단계에서 선택된 광원 및 형광체의 파장과 형광체의 종류와 혼합 중량비(Wt%)를 조절(S141)하여 1차 스펙트럼 및 2차 스펙트럼을 재산출한다.
In addition, if the result of the determination in step S170, the result information of the analyzed spectrum does not meet or satisfy the set conditions such as the distribution of the target spectrum, color rendering index and the correlated color temperature, the
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It can be understood that
또한, 본 발명의 실시예를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있으며, 상술된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
In the course of the description of the embodiments of the present invention, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation, , Which may vary depending on the intentions or customs of the user, the operator, and the definitions of these terms should be based on the contents throughout this specification.
100 : 스펙트럼 제어 장치 110 : 입력부
120 : 스펙트럼 제어부 130 : 스펙트럼 데이터베이스
140 : 디스플레이부100: spectrum control device 110: input unit
120: spectrum control unit 130: spectrum database
140:
Claims (15)
상기 입력부로부터 입력된 목표 스펙트럼 분포와, 연색 지수 및 상관 색온도를 포함한 설정 조건에 따라 스펙트럼 데이터베이스에서 임의의 광원과, 상기 광원과 반응하는 적어도 하나 이상의 형광체 정보를 선택하고, 상기 선택된 광원과, 상기 광원에 반응하는 형광체가 갖는 고유 파장을 분해 및 합성하여 스펙트럼 분포를 산출하며, 상기 산출된 스펙트럼 분포에 기초하여 실제 제작된 테스트용 LED 패키지의 발광 스팩트럼 분포를 검출하여 분석하고, 상기 분석 결과, 발광 스펙트럼의 분포가 상기 목표 스펙트럼 분포와 설정 조건을 만족하면, 상기 선택된 광원과, 상기 광원에 반응하는 형광체 정보를 출력하며, 상기 분석 결과, 상기 목표 스펙트럼 분포와 설정 조건을 만족하지 않으면, 분석된 발광 스펙트럼 분포와 목표 스펙트럼 분포 사이의 스펙트럼 분포, 연색 지수 및 상관 색온도를 포함한 오차 정보를 검출하여 스펙트럼 분포를 재산출하는 스펙트럼 제어부;
상기 스펙트럼 제어부로 저장된 광원 및 형광체의 파장 정보와, 임의의 광원과, 상기 광원에 반응하는 형광체의 중량비(Wt%)에 따라 반응하여 출력되는 빛의 파장 정보를 제공하는 스펙트럼 데이터베이스; 및
상기 입력부가 제공하는 목표 스펙트럼 분포 및 설정 조건과, 상기 스펙트럼 제어부로부터 출력되는 분석 결과와, 광원과 형광체의 조합 정보를 표시하는 디스플레이부를 포함하는 스펙트럼 혼합 제어 장치.An input unit for detecting a set condition including a target spectral distribution, a color rendering index, and a correlated color temperature as a design target from a user;
Select any light source and at least one phosphor information reacting with the light source in a spectral database according to a target spectral distribution input from the input unit and a set condition including a color rendering index and a correlated color temperature, and the selected light source and the light source The spectral distribution is calculated by decomposing and synthesizing the intrinsic wavelengths of the phosphors reacting to the fluorescence. The spectral distribution is detected and analyzed based on the calculated spectral distribution. If the distribution satisfies the target spectral distribution and setting conditions, the selected light source and phosphor information corresponding to the light source are output. If the analysis result does not satisfy the target spectral distribution and setting conditions, the analyzed emission spectrum is analyzed. Specification between distribution and target spectral distribution A spectral control unit for detecting error information including a trum distribution, a color rendering index, and a correlated color temperature to recalculate a spectral distribution;
A spectrum database providing wavelength information of light sources and phosphors stored in the spectrum control unit, wavelength information of arbitrary light sources and light output in response to a weight ratio (Wt%) of phosphors reacting to the light sources; And
And a display unit for displaying a target spectrum distribution and setting conditions provided by the input unit, an analysis result output from the spectrum control unit, and combination information of a light source and a phosphor.
상기 스펙트럼 제어부는 상기 분석 결과가 목표 스펙트럼 분포와 설정 조건을 만족하지 않으면, 분석된 발광 스펙트럼 분포와 목표 스펙트럼 분포 사이의 스펙트럼 분포, 연색 지수 및 상관 색온도를 포함한 오차 정보를 검출하여 상기 선택된 광원과, 상기 광원에 반응하는 형광체의 파장, 형광체의 종류 및 형광체의 중량비(Wt%)에 반영시켜 스펙트럼 분포를 재산출하는 것을 특징으로 하는 스펙트럼 혼합 제어 장치.The method of claim 1,
The spectrum control unit detects error information including a spectrum distribution, a color rendering index, and a correlated color temperature between the analyzed emission spectrum distribution and the target spectrum distribution when the analysis result does not satisfy the target spectrum distribution and the setting condition; And spectral distribution is redefined by reflecting the wavelength of the phosphor reacting to the light source, the kind of the phosphor, and the weight ratio (Wt%) of the phosphor.
상기 스펙트럼 제어부는 선택된 광원 및 형광체 정보로부터 1차 스펙트럼의 분포를 산출하고, 상기 산출된 1차 스펙트럼 분포를 합성하여 2차 스펙트럼 분포를 산출하는 것을 특징으로 하는 스펙트럼 혼합 제어 장치.3. The method of claim 2,
And the spectrum control unit calculates the distribution of the primary spectrum from the selected light source and the phosphor information, and synthesizes the calculated primary spectrum distribution to calculate the secondary spectrum distribution.
상기 2차 스펙트럼은 임의의 1차 스펙트럼과, 상기 1차 스펙트럼의 합성을 통해 리액션된 스펙트럼을 순차적으로 합성하여 산출하는 것을 특징으로 하는 스펙트럼 혼합 제어 장치.The method of claim 3, wherein
The secondary spectrum is a spectrum mixing control device, characterized in that by sequentially combining the arbitrary spectrum and the reacted spectrum through the synthesis of the primary spectrum.
상기 광원 정보는 390nm ~ 420nm 사이에서 피크 파장인 청자색 광을 발광하는 LED 칩의 파장 정보, 440nm ~ 470nm 사이에서 피크 파장인 청색 광을 발광하는 LED 칩의 파장 정보, 470nm ~ 490nm 사이에서 피크 파장인 시안색 광을 발광하는 LED 칩의 파장 정보 및 620nm ~ 640nm 사이에서 적색 광을 발광하는 LED 칩의 파장 정보 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 스펙트럼 혼합 제어 장치.The method of claim 1,
The light source information includes wavelength information of an LED chip emitting blue violet light having a peak wavelength between 390 nm and 420 nm, wavelength information of an LED chip emitting blue light having a peak wavelength between 440 nm and 470 nm, and a peak wavelength between 470 nm and 490 nm. And at least one of wavelength information of the LED chip emitting cyan light and wavelength information of the LED chip emitting red light between 620 nm and 640 nm.
상기 형광체 정보는 광원과 반응하는 임의의 파장을 갖는 적어도 하나 이상의 형광체가 임의의 중량비(Wt%)로 혼합된 형광체 정보인 것을 특징으로 하는 스펙트럼 혼합 제어 장치.The method of claim 1,
Wherein the phosphor information is phosphor information in which at least one phosphor having an arbitrary wavelength reacting with a light source is mixed in an arbitrary weight ratio (Wt%).
상기 임의의 파장을 갖는 형광체는 청색 형광체, 녹색 형광체, 적색 형광체, 오렌지색 형광체 및 황색 형광체 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 스펙트럼 혼합 제어 장치.The method according to claim 6,
The phosphor having any wavelength is at least one of a blue phosphor, a green phosphor, a red phosphor, an orange phosphor, and a yellow phosphor.
b) 상기 스펙트럼 제어부가 목표 스펙트럼 분포를 형성하기 위한 광원과, 상기 광원과 반응하는 적어 하나 이상의 형광체 정보를 스펙트럼 데이터베이스에서 선택하고, 상기 선택된 광원과, 상기 광원에 반응하는 형광체가 갖는 고유 파장을 분해 및 합성하여 산출하는 단계;
c) 상기 스펙트럼 제어부가 b)단계에서 산출된 스펙트럼 분포를 상기 a)단계에서 설정된 조건과 비교하여 만족하는지 여부를 판단하는 단계;
d) 상기 판단 결과, b)단계에서 산출된 스펙트럼 분포가 설정된 조건을 만족하면 상기 스펙트럼 제어부가 상기 선택된 광원과, 상기 광원에 반응하는 형광체 정보를 출력하고, 상기 b)단계에서 산출된 스펙트럼 분포 정보에 근거하여 실제 제작된 테스트용 LED 패키지의 스펙트럼 분포를 검출하여 분석하는 단계; 및
e) 상기 스펙트럼 제어부는 상기 분석 결과, 발광 스펙트럼의 분포가 상기 목표 스펙트럼 분포와 설정 조건을 만족하면, 상기 선택된 광원과, 상기 광원에 반응하는 형광체 정보를 포함한 LED 패키지의 제조 정보를 출력하며, 상기 분석 결과, 상기 목표 스펙트럼 분포와 설정 조건을 만족하지 않으면, 분석된 발광 스펙트럼 분포와 목표 스펙트럼 분포 사이의 스펙트럼 분포, 연색 지수 및 상관 색온도를 포함한 오차 정보를 검출하여 스펙트럼 분포를 재산출하는 단계를 포함하는 스펙트럼 혼합 제어 방법.a) when the input unit detects a target spectrum distribution that is a design target from a user, a setting condition including a color rendering index and a correlated color temperature, the spectrum control unit setting target spectrum information according to the detected condition;
b) the spectrum controller selects a light source for forming a target spectral distribution, and at least one phosphor information reacting with the light source from a spectral database, and decomposes the selected light source and the intrinsic wavelength of the phosphor reacting to the light source; And calculating by synthesizing;
c) determining, by the spectrum control unit, whether the spectrum distribution calculated in step b) is satisfied by comparing with the condition set in step a);
d) when the spectral distribution calculated in step b) satisfies the set condition, the spectrum controller outputs the selected light source and phosphor information in response to the light source, and the spectral distribution information calculated in step b). Detecting and analyzing a spectral distribution of an actually manufactured test LED package based on the detection; And
e) the spectrum controller outputs manufacturing information of the LED package including the selected light source and phosphor information in response to the light source, if the distribution of the emission spectrum satisfies the target spectrum distribution and setting conditions; If the analysis result does not satisfy the target spectral distribution and setting conditions, detecting the error information including the spectrum distribution, the color rendering index, and the correlated color temperature between the analyzed emission spectrum distribution and the target spectrum distribution, and recalculating the spectral distribution. Spectral mixing control method.
상기 e)단계는 테스트용 LED 패키지의 스펙트럼 분포가 목표 스펙트럼 분포를 만족하지 않으면, 분석된 발광 스펙트럼 분포와 목표 스펙트럼 분포 사이의 스펙트럼 분포, 연색 지수 및 상관 색온도를 포함한 오차 정보를 검출하고, 상기 b)단계에서 선택된 광원과, 상기 광원에 반응하는 형광체의 파장, 형광체의 종류 및 형광체의 중량비(Wt%)에 반영하여 상기 c) 및 d)단계를 재수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스펙트럼 혼합 제어 방법.The method of claim 8,
In step e), if the spectral distribution of the test LED package does not satisfy the target spectral distribution, error information including a spectrum distribution, a color rendering index, and a correlated color temperature between the analyzed emission spectrum distribution and the target spectral distribution is detected, and b (C) and d) reflecting the light source selected in step), the wavelength of the phosphor reacting to the light source, the type of the phosphor, and the weight ratio (Wt%) of the phosphor. Mixing control method.
상기 b)단계의 광원 정보는 390nm ~ 420nm 사이에서 피크 파장인 청자색 광을 발광하는 LED 칩의 파장 정보, 440nm ~ 470nm 사이에서 피크 파장인 청색 광을 발광하는 LED 칩의 파장 정보, 470nm ~ 490nm 사이에서 피크 파장인 시안색 광을 발광하는 LED 칩의 파장 정보 및 620nm ~ 640nm 사이에서 적색 광을 발광하는 LED 칩의 파장 정보 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 스펙트럼 혼합 제어 방법.10. The method according to claim 8 or 9,
The light source information of step b) includes wavelength information of an LED chip emitting blue violet light having a peak wavelength between 390 nm and 420 nm, wavelength information of an LED chip emitting blue light having a peak wavelength between 440 nm and 470 nm, and between 470 nm and 490 nm. At least one of wavelength information of the LED chip emitting cyan light, which is the peak wavelength, and wavelength information of the LED chip emitting red light between 620 nm and 640 nm.
상기 b)단계의 형광체 정보는 광원과 반응하는 임의의 파장을 갖는 적어도 하나 이상의 형광체가 임의의 중량비(Wt%)로 혼합된 형광체 정보인 것을 특징으로 하는 스펙트럼 혼합 제어 방법.10. The method according to claim 8 or 9,
The phosphor information of step b) is phosphor information in which at least one or more phosphors having an arbitrary wavelength reacting with the light source are mixed in an arbitrary weight ratio (Wt%).
상기 임의의 파장을 갖는 형광체는 청색 형광체, 녹색 형광체, 적색 형광체, 오렌지색 형광체 및 황색 형광체 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 스펙트럼 혼합 제어 방법.The method of claim 13,
The phosphor having any wavelength is at least one of a blue phosphor, a green phosphor, a red phosphor, an orange phosphor, and a yellow phosphor.
상기 b)단계의 스펙트럼 분포는 광원 및 형광체의 스펙트럼을 형성하는 단일광 및 복합광을 혼합하여 시뮬레이션을 통해 산출하는 것을 특징으로 하는 스펙트럼 혼합 제어 방법.10. The method according to claim 8 or 9,
The spectral distribution of step b) is a spectral mixing control method characterized in that it is calculated through simulation by mixing a single light and a complex light forming the spectrum of the light source and the phosphor.
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