KR102571161B1 - 향상된 인지 능력과 태양광 특성을 가진 led 광원 - Google Patents

향상된 인지 능력과 태양광 특성을 가진 led 광원 Download PDF

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Abstract

본 발명의 주제는 업무 활동 기타 임의의 활동에서 인간의 인지 능력을 향상시키고 생물학적으로 유용한 460 내지 660 nm의 태양 복사를 90% 이상 시뮬레이트하는 LED 광원에 관한 것이다. LED 광원의 전체 시스템은 4.5 내지 6%의 청색 및 청록색 광복사가 백색 LED 칩들로부터 방출되는 광복사에 더해지는 방식으로 설정되고, 동일한 복사광도이면 바람직하다. 이것을 측정하면 햇빛의 90% 수준의 복사 강도의 균형을 제공할 것이다. 생성된 조합된 광 복사의 인지 LED 광원은 CRI 98과 연색 온도 4000 내지 4700 K를 가지며, 태양 복사는 연색온도 4982 K와 CRI 99.5를 가진다.

Description

향상된 인지 능력과 태양광 특성을 가진 LED 광원
본 발명은 사람의 인지 능력을 향상시키고 태양광을 모방하는 광원에 관한 것이다.
빛은 사람의 생체주기 시스템에 가장 중요한 영향을 미치는 요인 중의 하나로 취급된다. 발단하는 산업과 기술 덕분에, 사람은 낮시간을 인공적으로 확장하여 왔으며, 특히 겨울에 그러하다. 우리는 저녁 늦게 잠에 들거나 정신을 바짝 차리고 야간 근무를 한다. 그러나, 우리 대부분은, 가정이나 사무실에서, 우리가 필요로 할 때 우리를 깨우지 않는 부적절한 조명을 사용하고 있다.
생체 시계 또는 시교차상 핵(suprachiasmatic nuclei, SCN)에 위치한 중심 진동 생체주기 리듬(central oscillator controlling circadian rhythm)은 눈의 망막을 통해 간접적으로 빛에 의한 영향을 받는다. 따라서 눈과 그리고 시각은 또한 빛에 대한 정보를 처리한다. 골단(epiphysis)은 신경호르몬 멜라토닌을 합성하는데 이것은 생체주기 리듬의 동기화 및 안정화를 위한 타임 마커(time marker) 및 사람의 수면과 기상의 주기적인 교체로서 기능한다. 멜라토닌 수용체들을 사용하여, SCN은 유기체를 순환하는 멜라토닌의 양에 대한 정보의 피드백을 얻는다. 빛의 다양한 성분이 우리에게 다양한 효과를 가진다는 것이 알려져 있다. 460~480 nm 파장의 청색광은 우리를 여기시키는 효과가 있는 반면, 610~700 nm 파장의 적색광은 우리를 침착하고 누그러뜨리는 효과가 있고, 우리가 잠이 들고 효율적으로 되기를 원하지 않는 밤에만 나타나야 한다. 청색광은 의심할 여지없이 중요하지만 생체 리듬을 교란하고, 신경내분비계에 영향을 미치고, 현대 질병의 증가에 책임이 있다. 일반적으로 연색 온도(correlated colour temperature, CCT)가 높을 수록 청색광 성분을 더 많이 포함한다고 말할 수 있다. 청색광을 사용하면, 백색광 보다 훨씬 낮은 광도로도 자극될 수 있다는 것이 사실이다. 깨끗한 백색광으로 20분간 자극하여 활성화되는 뇌의 부위를 청색광은 100배 낮은 강도로 동일한 부위를 자극하게 된다.
청색광은 집중, 흥분, 반응 시간, 업무 수행 및 기분을 포함하는 여러 기능을 조절하는데 쓰인다. 전-인지 효과(pro-cognitive effect)의 빛은 시상-피질 투영(thalamo-cortical projection), 뇌간(brain stem) 및 망상 활성화 시스템(reticular activation system)의 상승적 신경들(ascending neurons)을 통과해 지나간다. 저녁에 청색광을 적용하면 다음 날까지 주의력 향상이 지속되는 것으로 나타났다. 주의력을 떠나, 청색광은 좀 더 복합적인 인지 활동에도 효과를 나타낸다. 3D에서 물체를 회전시키는 시각-공간 능력에 대한 청색 LED 다이오드의 중요한 효과가 나타난 바 있다.
인지 능력에 대한 청색광의 효과는 카페인의 효과와 비교된다. 청색광과 카페인은 야간에 고속도로에서 운전하는 실제 상황 하에서 테스트되고 비교되었다. 실험 참가자들은 400 km 주행 동안 200 mg의 카페인을 받거나 대시보드에 468 nm 파장의 청색광이 켜져 있었다. 비교군은 카페인-프리 커피 옵션이었다. 두 그룹들 모두 카페인-프리 커피 보다 좋은 효과를 나타냈다(SMOTEK, Michal et al. Effect of blue light on circadian system, sleep and cognitive performance. Narodni ustav dusevniho health - National Institute of Mental Health).
특허문헌 CN 106994209는 청색광을 방출하는 LED 칩들과 백색광을 방출하는 LED 칩들을 포함하고, 청색 LED 칩들과 백색 LED 칩들의 비율이 0.03:0.25인 우울증 치료용 LED 조명을 개시하고 있다. LED 조명을 생산하는 제조사는 많다. 서울 반도체(Seoul Semiconductor)는 햇빛과 유사한 광 스펙트럼을 방출하는 SunLike 조명을 내놓았다. 청색 파장은 보라색 LED 칩을 추가함으로써 제거되었다. 청색, 황색 및 적색 칩이 부가된 발광단(luminophore)을 가진 클래식 LED는 청록색 범위 및 적색 범위에서 뚜렷한 하락을 가진다. 그러므로 이런 빛은 인지 향상용으로는 부적합하며, 더욱이 매우 나쁜 연색 평가 지수(colour rendering index, CRI)를 가진다. 필립스(Philips)에 의해 HUE로 라벨링된 빛은 높은 연색 온도(6000K까지)를 가지지만 위 빛과 유사한 광 스펙트럼을 가지며, 따라서 청록색 범위에서 뚜렷한 하락을 겪고, 따라서 인지 향상용 자극용으로 부적합한다. 게다가, 적색, 녹색 및 청색 칩으로 구성된 LED, 소위 RGB LED들은, 매우 흔하게 조합된다. 백색광은 이른바 적색, 청색 및 녹색의 가시 스펙트럼의 모든 부분을 중첩시킴으로써 생성된다. 컬러 스펙트럼의 넓은 범위는 이들 조합된 다이오드들을 사용하여 얻어질 수 있다. 그러나, 색상 혼합을 통해 생성된 컬러 스펙트럼은 청록색에서 녹색 범위에서 또한 오렌지색 범위에서 하락이 있으며, 따라서 인지 향상 자극이 일어나지 않는다.
본 발명은 사람의 인지 능력을 향상시키고 태양광을 모방하는 광원을 제공하는 것을 목표로 한다.
인지 능력을 증가시키는 고유한 LED 조명원이 제조되며, 이 조명은 생물학적으로 유용한 복사 범위에서 태양광과 90% 동일한 특성을 보인다. 인간 인지 능력은 근로 시간이나 우리가 깨어 있어야만 하는 임의의 활동, 또는 심지어 우리가 최대의 집중 및 최대의 정신력을 필요로 하는 때, 예컨대 공부를 하거나 필요 과제를 해결하거나 집중력 연장이 필요하는 등의 경우에 요구되는 특성이다.
인지 능력을 향상시키고 태양광 특성을 가진 LED 광원은 적어도 3개 유형의 LED 칩들로 구성된다: 발광단으로 커버된 청색 칩인 백색 칩들, 단색 청색 LED 칩들 및 청록색(turquoise) LED 칩들이다. 그러므로 구성된 스펙트럼은 특정한 스펙트럼 조성을 가지고 460 nm에서 660 nm의 생물학적으로 이로운 범위의 태양 복사의 최적의 부분을 표현한다. 자외선 복사의 더 짧은 파장은 이미지 함수와 더 나은 시계(visibility)에 영향을 미치지 않으나, 사용자를 눈부시게 할 수 있고 빛이 불편하며, 따라서 여름에 야외에서 자주 선글래스가 쓰이고, 게다가, 380 nm 내지 450 nm 범위의 전자기 복사는 위험한 청색광으로 분류되고 사람의 눈이 수용체를 가지고 있지 않다. 반대로 740 nm 및 그 이상의 적외선 파장의 광 스펙트럼도 시각 선명도를 향상시키지 않으며, 실내를 가열할 뿐이며, 필요치 않고 많은 경우 바람직하지 않다.
이 LED 광원은 460 nm에서 660 nm 범위에서 이 범위의 광 스펙트럼 전력의 최대 및 최소 사이에 최대 25% 차이를 가진 광전력 강도 분포를 가진다. 그러므로 스펙트럼 파장의 광도 하락이 최소화된다.
그러한 스펙트럼은 스펙트럼의 최소치가 복사 강도의 75% 이상에 도달하는 것으로 결정되는 최저 전력을 가진 광원의 스펙트럼 색상에서 그 최고치의 적어도 75%까지 연속이다.
LED 광원의 스펙트럼은 태양에 의해 복사된 스펙트럼에 최대 91%에 근접하는데, 460 nm 내지 660 nm의 생물학적으로 이로운 범위에서 파장에 의존하는 광 전력 분포의 최대 및 최소들의 균형에 관한 것이다.
또한 500에서 580 nm 사이의 녹색-황색 범위의 복사를 가진 LED 칩이 복사 스펙트럼의 황색-녹색 범위의 강도를 보완하기 위하여 적어도 추가되는 것이 유리한데, 태양 스펙스럼에 최대한 근사시키기 위함이다. 황색-녹색 범위가 더해진 강도의 LED 광원은 460 nm에서 660 nm의 범위에서 이 범위의 광 스펙트럼의 최대 및 최소 사이에 최대 15% 차이의 광전력 분포로 특징지어진다. 그러므로 복사 파장들에 걸쳐 분포된 광전력이 15% 이상으로 차이나지 않을 때 스펙트럼 파장의 광도의 하락이 최소화된다.
그러므로 그러한 스펙트럼은, 스펙트럼의 최소치가 복사 강도의 85% 및 그 이상에 도달하는 것으로 정해지는 최소 전력을 가진 광원의 스펙트럼 색상에서 그 최대치의 적어도 85%로 연속적이다.
LED 광원의 스펙트럼은 태양에 의해 복사된 스펙트럼의 최대 98%까지 근접하는데, 생물학적으로 이로운 460 nm에서 660 nm 범위에서 파장에 의존하는 광 전력 분포의 최대 및 최소의 균형에 관한 것이다.
태양 복사 특성을 가진 이 새로운 LED 광원이 개별 칩들의 광출력 및 출력에 의해 주어지는 광전력의 정의된 상호 분포를 가진 4개의 광원들로 구성되면 유리하다. LED 광원은 유닛(unit)으로서만 작동한다. 단일 칩 타입을 다른 것으로 교체할 때, LED 광원은 미정렬되고, 요구된 컴팩트 파라미터들을 더 이상 보여주지 않는다. LED 광원의 광출력의 기본 비율을 백색 LED 칩에 대하여 연색 온도 3800에서 4200 K 그리고 CRI 90에서 98로 계속 유지할 필요가 있다.
LED 광원은 연색 온도가 3800에서 4200 K를 가진 백색 LED 광원으로 설정되며, 4000 K이면 유리하다. 낮은 연색 온도 예컨대 2700 K를 가지는 백색 광원이 사용되는 경우에, 이것은 석양 빛을 모방하는 따뜻한 백색광의 광원으로 사용되는 것인데, 시스템은 청색 범위의 광전력이 부족하고, LED 광원의 컬러 조성이 정확한 중립성을 잃어버리고 조사된 빛이 녹색 색조로 이동하게 될 것이다. 한편으로는, 백색 광원이 더 높은 연색 온도 예컨대 5500 K을 가지면, 이것은 사진을 만들 때 플래시 장치에 사용되는 것인데, 시스템은 적색 범위의 광전력이 부족하고, LED 광원의 컬러 조성이 역시 중립성을 잃어버리고 청색 색조의 조사된 빛으로 이동하게 될 것이다.
임의의 LED 칩은 반도체 합금으로 구성된다. 청색 LED에 사용가능한 전형적인 반도체가 다중 양자 우물 타입의 반도체, 예컨대 인듐-갈륨 질화물(Indium-Gallium Nitride, InGaN), 셀렌화 아연(Zinc Selenide, ZnSe) 또는 탄화 규소(Silicon Carbide, SiC)이면 유리하며 또한, 청록색 LED의 반도체가 다중 양자 우물 타입의 반도체, 광 스펙트럼이 청록색 범위로 이동할 때 예컨대 In으로 더 도핑된 InGaN이면 유리하다. 사용되는 백색 LED 칩은 420에서 780 nm 파장 범위의 밴드 스펙트럼을 방출하는 발광단으로 커버된 청색 LED 칩으로 구성된다.
LED 광원은, 청색 및 청록색 LED 칩 옆에 PC 라임 LED 칩을 사용한 녹색-황색 스펙트럼 구성도 제공하는데, 사람의 인지능력 향상만을 촉진하는 것이 아니라 요구되는 범위에서 더 균형을 이룬 색상 스펙트럼 성분들을 가진 태양에 의해 방출되는 광 스펙트럼을 활성화시켜서, 좋은 시야를 위한 태양 스펙트럼에서 460 nm에서 660 nm의 좋은 슬롯을 된다.
태양 복사의 특성을 가진 LED 광원의 모델은 다음을 포함한다:
백색 칩 - 연색 온도 3800-4200 K, CRI 90-98, 방출되는 스펙트럼의 파장은 420에서 780 nm, 총 방출 전력의 78~85% 또는 총 광속(light flux)의 82~87%를 차지하고,
청록색(turquoise) 단색 LED 칩은 475 ± 5 nm에서 최대 복사 강도를 가지고 총 방출 전력의 3에서 7% 또는 광원의 총 광속의 4~7%를 차지하고,
청색 단색 LED 칩은 495 ± 5 nm에서 최대 복사 강도를 가지고 총 방출 전력의 3에서 7% 또는 광원의 총 광속의 1~4%를 차지하고, 우리가 가시 범위 한계를 다루기 때문에, 가시광은 총 전자기 복사의 일부분에 불과하다.
녹색-황색 - PC 라임 LED 칩이 총 방출 전력의 6에서 9% 또는 광원의 총 광속의 10~15%를 차지하면 유리하다.
광원에서 LED 칩들의 이상적인 광출력 비율은 루멘(lumen)으로,
백색 LED : 녹색-황색 PC 라임 LED : 청록색 LED : 청색 LED가 100:9:6:3인 것이다.
그러한 조명이
백색 LED 칩으로, 3800에서 4200K이고, CRI 90에서 98이며, 460에서 530 nm 범위에서 특징적인 하락을 가지는 연속 스펙트럼을 가지는데, 이것은 450 nm 정도에서 여기하는 청색 LED 칩의 여기(excitation)와 청색광을 발광단에 통과시켜 520에서 740 nm의 녹색-황색-적색 범위의 파장으로 이동시킴으로서 야기되고,
475 ± 5 nm에서 최대 복사를 가지는 단색 청색 LED 칩,
495 ± 5 nm에서 최대 복사를 가지는 단색 청록색 LED 칩
를 조합하여 구성되면 유리하고, 녹색-황색 PC 라임 LED 칩이, 420 nm 정도에서 청색 LED 칩이 여기하고 청색광을 발광단에 통과시켜 500에서 650 nm의 녹색-황색 파장 범위로 이동시킴으로써 야기되는 연속 스펙트럼을 가지면 유리하다.
그리고 필수적인 특성은 출력광 또는 LED 칩들의 광효율의 상호 비율이며 그들은 460에서 660 nm 범위의 조화된 광 스펙트럼을 얻기 위한 단일 램프를 공유한다. 이것은 광원 LED 칩들의 모든 스펙트럼 최대치가 동일한 강도로 최대 균형을 이룬다는 것을 의미한다.
설명을 위해 다음 파라미터들을 가진 LED 칩들이 선택되었다:
1. 현재까지, 최상의 백색 LED 칩은 연색 온도 4000 K과 연색 평가 선명도(colour rendering fidelity) 98, 광출력 70 lm/W 및 전력 1.395 W, 총 복사 출력의 51.2%를 차지하며,
2. 청색 단색 LED 칩은, 475 nm에서 최대 복사, 광출력 29.45 lm/W 및 전력 1.46 W, 총 복사 출력의 20%를 차지하며,
3. 청록색 단색 LED 칩은, 495 nm에서 최대 복사, 광출력 64.10 lm/W 및 전력 1.56 W, 총 복사 출력의 20%를 차지하며,
4. 녹색-황색 PC-라임 LED 칩은, 500에서 600 nm 범위에서 연속 스펙트럼을 방출하고, 광출력 96 lm/W 및 전력 1.395 W, 총 복사 출력의 8.8%를 차지한다.
인지 LED 광원은 적어도 하나의 백색 LED 칩, 적어도 하나의 청색 LED 칩, 적어도 하나의 청록색 LED 칩을 포함한다. 크기와 요구되는 LED 광원의 출력에 따라 더 많은 칩들이 사용되면 바람직하다. 칩들이 구역을 형성하는 인쇄 회로 상에 피팅되면 바람직하고, 인쇄 회로 구역이 5에서 8 cm의 건조 길이(construction length)를 가지면 바람직하다. 인쇄된 회로 구역들은 가장자리들이 중첩된 다음에 솔더링(soldering)으로 연결된다. 연결된 인쇄된 회로는 가변 길이를 갖는 광 스트립(light strip)을 형성한다. 각각의 구역은 직렬로 연결된 여러 LED 칩들을 포함하며, 구역들은 스트립에서 병렬로 놓인다.
인지 광원은 백색 LED 칩들의 출력이 청색 및 청록색 LED 칩들의 출력과 정밀하게 균형잡힌 비율을 가지는 LED 칩들을 포함하며, 백색 LED 칩들 : 청색 LED 칩들 : 청록색 LED 칩들의 비율이 1 : 0.03 내지 0.05 : 0.03 내지 0.05인 것이 유리하다. 인지 LED 광원은 LED 칩들의 출력 비율을 선택가능한데, 저출력의 LED 칩들이 높은 비중으로 피팅되어 그들의 낮은 복사 강도로 이 LED 칩들이 필요한 출력을 제공하여 균형을 맞추기 위함이다.
인지 출력을 위한 LED 광원의 이 고유한 확립된 비율이 청색에서 녹색 전이 범위에서 백색 LED 칩의 양쪽 광 최대치의 수준까지 인지 LED 광원의 총 조사 스펙트럼(full irradiated spectrum)의 보완을 제공한다는 것이 놀랍다. 이런 방식으로 광 방출된 스펙트럼은 광 강도의 적어도 75%까지 연속이 된다. 이러한 청색과 청록색 단색 LED 칩들을 특정하여 추가하는 것은, 도 1에 도시된 바와 같이, 청색에서 녹색으로의 전위 범위에서 그리고 460에서 660 nm의 빛의 스펙트럼 범위에서 광 복사의 강도가 태양에 의해 조사된 광 복사 강도의 거의 80%까지 균형을 이룰 때, 태양 복사로 조사된 빛에 대한 커다란 근사를 야기/제공할 것이다.
인지 LED 광원의 전체 시스템은 백색 LED 칩들로부터의 광 복사에 4.5에서 6%의 청색 및 청록색 광 복사가 추가되는 방식으로 설정되며 동일한 광 강도이면 유리하다. 이것은 청색에서 녹색으로 전위하는 범위에서의 복사 강도를 적색 범위에 대하여 거의 햇빛 수준으로 균형을 맞추는 것을 제공한다. 생성된 인지 LED 광원의 조합된 광 복사는 CRI 98과 연색 온도 4000에서 4700 K를 가지며, 태양 복사는 연색 온도 4982 K와 CRI 99.5를 가진다.
인지 향상을 위한 광원이 적어도 2개의 광 스트립을 가지면 유리하다. 백색 스트립은 백색 LED 칩만으로 피팅된다. 청색 스트립은 단색 청색 LED 칩 및 이와 동일한 출력의 단색 청록색 LED 칩을 포함하며, 백색 LED 칩 하나의 출력이 0.17 W인 것이 유리하다. 다른 광 스트립에서 단색 청색 LED 칩들이 단색 청록색 LED 칩들과 동일한 출력으로 교번하는 것이 유리하며, 청색과 청록색 LED 칩들이 1:1 비중이면 유리하다. 한 개의 청색 또는 청록색 칩의 광 출력이 0.09 W이면 유리하다.
광 스트립의 길이와 LED 칩들의 숫자는 가변적이지만 백색 칩들 : (청색 + 청록색)의 광 출력의 비율은 1 : 0.03에서 0.05이어야 한다. 청색 및 청록색 LED 칩들의 광 출력이 백색 LED 칩들의 광 출력의 4.5에서 6%, 청색 및 청록색 LED 칩들의 입력은 백색 LED 칩들 입력의 13에서 15% 인 것이 유리하다. 백색 LED 칩들 자신은 총 입력의 85에서 87%이고 청색-청록색 스트립이 스위치가 켜진 뒤에는 입력이 13에서 15% 만큼 증가한다.
인지 LED 광원이 적어도 2개의 전압 배율기에 연결된 광 스트립, 백색, 청색 및 청록색 칩들로 피팅된 인쇄 회로로 구성되면 유리하고, 전압 배율기는 다시 전류 서플라이에 연결된다. 디머(dimmer)가 전압 배율기 뒤에 연결되어 광 스트립의 복사 강도를 낮추는데 사용되어 입력 전류를 조절하면 유리하다.
LED 광원이 2개 채널로 연결되는 LED 칩들을 포함하는 녹색-황색 PC 라임 LED 칩들도 포함하면 유리한데, I 채널은 20에서 80개의 백색 LED 칩들을 포함하고 II 채널은 1개에서 8개의 그룹의 청색-청록색-녹색-황색 LED 칩들을 포함하고, LED 칩들의 한 개 그룹은 1개의 청색 LED 칩, 1개의 청록색 LED 칩 그리고 1개의 녹색-황색 PC 라임 LED 칩을 포함한다. 청색-청록색-녹색-황색 LED 칩들이 1개에서 4개의 백색 LED 칩들을 포함하는 것은 유리하다.
I 채널은 40에서 60개의 백색 LED 칩을 포함하고 II 채널은 4개 그룹의 청색-청록색-녹색 LED 칩들을 포함하는 것이 유리하다.
I 채널은 48개의 백색 LED 칩을 포함하고 II 채널은 4개 그룹의 청색-청록색-녹색-황색 LED 칩과 4개의 백색 LED 칩을 포함하는 것이 유리하다.
LED 광원이 3개 라인의 칩들로 구성된 녹색-황색 PC 라임 LED 칩들을 포함하는 것도 유리하며, 첫번째와 세번째 라인들이 I 채널로부터의 백색 LED 칩들만을 포함하고 두번째 라인이 II 채널로부터의 칩들을 포함하여, 청색-청록색-녹색-황색 LED 칩들의 그룹이 백색 LED 칩과 교번하는 것이 유리하다.
본 발명에 따르면 사람의 인지 능력 향상을 촉진하는 광원으로서 집중과 주의를 필요로 하는 경우에 도움이 되는 광원을 제공한다.
도 1: 태양광의 광 스펙트럼.
도 2: 연색 온도 4000 K와 CRI 80인 종래 LED의 광 스펙트럼.
도 3: 연색 온도 3957 K와 CRI 98인 백색 LED의 광 스펙트럼.
도 4: 연색 온도 3806 K와 CRI 97.8인 백색 LED 칩들의 스트립의 광 스펙트럼.
도 5: 향상된 인지 능력을 위한 광원의 전기 연결의 개략도.
도 6: 예제 1에 따른 LED 칩들을 가진 인쇄 회로의 그림.
도 7: 단색 청색 및 청록색 LED 칩들을 가진 광 스트립의 광 스펙트럼.
도 8: 예제 4에 따른 인지 LED 광원에 의해 방출된 분광광도계 스펙트럼.
도 9: 예제 2에 따른 인지 LED 광원에 의해 방출된 분광광도계 스펙트럼.
도 10: 도 9의 스펙트럼의 디테일.
도 11: 예제 1에 따른 인지 LED 광원에 의해 방출된 분광광도계 스펙트럼.
도 12: 도 11의 스펙트럼의 디테일.
도 13: 예제 5에 따른 2개 채널들에서 LED 칩들을 구비한 광 스트립.
도 14: 14A: 예제 5에 따른 II 채널만 켜지고 전류가 350 mA일 때에 방출된 광 스펙트럼.
14B: 예제 5에 따른 II 채널만 켜지고 전류가 500 mA일 때에 방출된 광 스펙트럼.
14C: 예제 5에 따른 II 채널만 켜지고 전류가 600 mA일 때에 방출된 광 스펙트럼.
14D: 예제 5에 따른 II 채널만 켜지고 전류가 700 mA일 때에 방출된 광 스펙트럼.
도 15: 예제 5에 따른 LED 광원에 의해 방출된 스펙트럼.
도 16: 광원들의 스펙트럼의 비교.
도 17: 16A: 연색 온도 4000 K와 CRI 90인 백색 LED 칩의 스펙트럼.
도 18: 16B: 인지 광원의 예제 1에 따른 LED 광원에 의해 방출된 스펙트럼.
도 19: 16C: 태양 복사의 특성을 가진, 예제 5에 따른 LED 광원에 의해 방출된 스펙트럼.
도 20: 사용된 LED 칩들의 모든 광원들의 스펙트럼들의 그래프, A - 백색 LED 칩 4000 K, B - 청색 LED 칩, C - 청록색 LED 칩, D - PC 라임 LED 칩, E - 예제 5에 따른 태양 복사의 특성을 가진 광원.
도 21: 과도 전류(transient current)에 따른 LED 칩들의 전압 응답.
도 22: 인지 능력의 테스트 결과 - 그룹 평균 + 평균 편차.
별표는 예제 7에 따른 통계적으로 중요한 차이를 표시한다.
도 23: 예제 7에 따른 테스트된 주체의 평가(GNP, n = 51)의 평균 및 기준(GULZ, n = 53) 그룹.
도 24: LED 칩에 피팅된 예제 5에 따라 생성된 LED 광원의 인쇄 회로의 개략도.
도 25: LED 칩에 피팅된 예제 5에 따라 생성된 LED 광원의 인쇄 회로의 개략도.
도 26: 예제 5에 따라 생성된 LED 광원의 연결의 개략도
도 27: 사용된 LED 칩들의 모든 광원들의 스펙트럼들의 그래프, A - 백색 LED 칩 2700, B - 청색 LED 칩, C - 청록색 LED 칩, D - PC 라임 LED 칩, E - 예제 6에 따른 LED 광원.
발명의 실시를 위한 예제
예제 1 - 2개의 광 스트립, 청색 및 청록색 LED 칩들이 동일한 광 출력
백색 LED 칩은 발광단으로 덮여진 InGaN 반도체를 가진 청색 LED 칩으로 구성된 백색 LED 칩이다. 사용된 발광단이 628 nm의 파장에서 최대의 빛을 방출하는, 상업적 명칭이 ZYP630G3이거나, 555 nm의 파장에서 최대의 빛을 방출하는, 상업적 명칭이 ZYP555G3이면 유리하며, 청색 LED 다이오드에 걸쳐 적용되면 실리콘 케이스에 분산된다. LED 다이오드의 케이스는 다양한 형상을 가질 수 있는데, LED 다이오드의 케이스의 벽의 기울기가 높이에 대해 20도로 기울어지면 유리하다.
인지 LED 광은 LED 칩들로 피팅된 인쇄 회로들로 구성된 2개의 1 m 길이의 광 스트립(5 및 6)으로 만들어지며, 스트립들은 전류원(10)에 연결된 전압 배율기(9)에 연결된다. 백색 광 스트립(5)은 240개의 백색 LED 칩들(1)로 피팅되는데 2개 라인들로 위치되고 5 cm 길이의 인쇄 회로(4)가 12개의 백색 LED 칩들(1)에 피팅된다. 백색 LED 칩(1)은 InGaN 반도체의 청색 LED 칩으로 구성되며, 1:2의 비율로 ZYP555G3와 ZYP63063의 발광단으로 덮여있다. 백색 LED 칩(1)으로부터 방출된 빛은 연색 온도 3957 K과 CRI 98의 380 내지 700 nm 파장에서 연속 밴드 스펙트럼을 형성한다. 백색 LED 칩(1)을 가진 백색 광 스트립(5)은 41 W/m의 광출력을 가진다. 1 m 길이를 가진 청색 및 청록색 칩들을 위한 광 스트립(6)은 475 nm에서 최대 복사를 나타내는 InGaN 반도체의 단색 청색 LED 칩(2) 55개와 495 nm에서 최대 복사를 나타내는 InGaN 반도체의 단색 청록색 LED 칩(3) 55개로 피팅된다. 7.2 cm 길이의 인쇄 회로(4) 하나가 교번하는 4개의 청색 LED 칩(2)과 4개의 청록색 LED 칩(3)과 피팅된다. 청색 및 청록색 칩들의 광 스트립(6)은 3 W/m의 출력을 갖는다. 백색 : 청색 : 청록색 LED 칩들의 광도(luminosity) 비율은 1 : 0.3 : 0.3이다. 칩 숫자의 비율은 4 : 1 : 1이다.
특성 파라미터들은 이 광원을 위한 UPRtek 수동 스펙트로미터를 사용하여 측정되었는데, 방출된 빛은 CRI 89와 연색 온도 4603 K을 가지고 조사된 빛의 스펙트럼은 420에서 760 nm 범위였으며, 도 10에 도시된 바와 같이, 460에서 650 nm 범위의 복사 장이 태양 복사의 광도의 80%를 생성하였다.
인지 LED 광의 수신도 측정되었는데, 80.2 W였다.
예제 2 - 2개의 광 스트립, 상이한 광 출력을 가진 청색 및 청록색 LED 칩들
인지 LED 조명은 2개의 1 m 길이의 광 스트립으로 제조되는데, LED 칩들로 피팅도니 인쇄 회로들로 구성된 백색 칩들의 광 스트립(5)과 청색 및 청록색 칩들의 광 스트립(6)이며, 스트립들은 전압 배율기(9)에 연결되고 전압 배율기(9)는 전류원(10)에 연결된다. 백색 칩들의 광 스트립(5)은 240개의 백색 LED 칩들(1)이 2개 라인들로 피팅되고, 5 cm 길이의 인쇄 회로(4) 하나가 12개의 백색 LED 칩들(1)과 피팅된다. 백색 LED 칩(1)은 ZnS 반도체의 청색 LED로 구성되고, 발광단 ZYP555G3 및 ZYP63063이 1:2의 비율로 덮여 있다. 결과적으로 백색 LED 칩(1)에서 방출되는 빛은 연색 온도 4000 K의 380에서 700 nm 파장에서의 연속 밴드 스펙트럼을 형성한다. 하나의 백색 LED 칩(1)은 0.17 W 출력을 가지며, 이것은 1미터 길이의 백색 스트립 전체가 41 W/m의 출력을 가짐을 의미한다.
1 m 길이의 청색 및 청록색 칩들(6)을 가진 광 스트립은 475 nm에서 최대 복사이고 4 mW 출력을 가진 InGaN 반도체의 단색 청색 LED 칩(2) 110개 및 495 nm에서 최대 복사이고 7 mW 출력을 가진 반도체의 단색 청록색 LED 칩(3) 55개와 피팅되는데, 이것은 1 m 길이의 청색 및 청록색 칩들(6)의 광 스트립 전체가 825 mW/m의 출력을 가짐을 의미한다. 7.2 cm 길이의 인쇄 회로(4) 하나는 6개의 청색 LED 칩들(2)과 2개의 청록색 LED 칩들(3)과 피팅된다. 유색 LED 칩들은 항상 2개의 청색 및 1개의 청록색 칩들로 교번된다. 특성 파라미터들이 이 광원을 위한 UPRtek 수동 스펙트로미터로 측정되었는데, CRI 91.3을 가지고 연색 온도 4397 K을 가진 빛을 방출하며, 조사된 빛의 스펙트럼은 420 nm 내지 760 nm 범위이고, 도 10에 도시된 것처럼 460에서 650 nm 범위의 복사 장이 태양 복사의 광도의 78%를 생성하였다.
인지 LED 광의 수신도 측정되었는데, 77.2 W였다.
예제 3 - 3개의 광 스트립, 다른 광 출력을 가진 청색 및 청록색 LED 칩들
3개의 1 m 길이의 광 스트립이 제조되는데, 백색 칩들의 광 스트립(5), 청색 칩들을 위한 광 스트립 및 청록색 칩들을 위한 광 스트립이며, LED 칩들이 거기에 피팅된다. 백색 칩들의 광 스트립(5)은 240개의 백색 LED 칩들(1)로 피팅되고 5 cm 길이의 인쇄 회로(4)는 12개의 백색 LED 칩들(1)로 피팅되며, 차례로 위치된다. 백색 LED 칩(1)은 ZnS 반도체의 청색 LED로 구성되고, 발광단 ZYP555G3 및 ZYP63063이 1:2의 비율로 덮여 있다. 결과적으로 백색 LED 칩(1)에서 방출되는 빛은 연색 온도 4000 K를 가지며 광 파장은 380에서 700 nm이었다. 하나의 백색 LED 칩(1)은 0.17 W 출력을 가지며, 이것은 1미터 길이의 백색 스트립 전체가 41 W/m의 출력을 가짐을 의미한다.
1 m 길이의 청색 칩들의 광 스트립은 219개의 InGaN 반도체의 단색 청색 LED 칩들(2)로 피팅되는데, 475 nm에서 최대 복사를 가지고 총 출력이 1.5 W/m이고 단일 칩의 출력은 7 mW이다. 1 m 길이의 청록색 LED 칩들의 광 스트립은 110개의 단색 청록색 LED 칩들(3)로 피팅되는데, 495 nm에서 최대 복사를 가지고 총 출력이 1.4 W/m이고 단일 칩의 출력은 12 mW이다. 특성 파라미터들이 이 광원을 위한 UPRtek 수동 스펙트로미터로 측정되었는데, CRI 90을 가지고 연색 온도 4650 K을 가진 빛을 방출하며, 조사된 빛의 스펙트럼은 420 nm 내지 760 nm 범위이고, 460에서 650 nm 범위의 복사 장이 태양 복사의 광도의 80%를 생성하였다.
인지 LED 광의 수신도 측정되었는데, 80 W였다.
예제 4 - 3개의 칩들
라운드진 광원이 3개의 LED 칩들과 피팅되는데, 하나는 440 nm에서 700 nm 파장에서 가시광의 연속 밴드 스펙트럼을 가지는 연색 온도 3957 K 및 CRI 98인 출력 2 W의 백색 LED 칩이고, 하나는 60 mW 출력의 청색 LED 칩이고 하나는 60 mW 출력의 청록색 LED 칩이다. 백색 LED 칩은 440 nm에서 700 nm 파장에서 가시광의 연속 밴드 스펙트럼을 방출하며 연색 온도(correlated colour temperature, CCT) 3800에서 4200 K이고, CRI는 98이다. 청색 LED는 InGaN로 최대 복사가 475 nm에서 일어나고 청록색 LED는 InGaN이고 최대 복사가 495 nm이다. 특성 파라미터들이 이 광원을 위한 UPRtek 수동 스펙트로미터로 측정되었는데, CRI 89.5을 가지고 연색 온도 4810 K을 가진 빛을 방출하며, 조사된 빛의 스펙트럼은 420 nm 내지 760 nm 범위이고, 도 8에 도시된 것과 같이 460에서 650 nm 범위의 복사 장이 태양 복사의 광도의 81%를 생성하였다.
예제 5
LED 광원은 3개의 라인들을 가진 하나의 광 스트립을 포함하도록 제조되는데, 첫번째와 세번째 라인은 24개의 백색 LED 칩들로 피팅되며, 따라서 총 48개의 백색 LED 칩이 있고, 직렬로 연결된 12개의 칩들과 병렬로 I 채널에 연결되고, 연색 온도 4000 K이고 CRI 98이며, 가운데 라인은 최대 복사가 473에서 475 nm인 4개의 청색 단색 LED 칩들, 최대 복사가 495 nm인 4개의 청록색 단색 LED 칩들, 420 nm에서 방출된 최대 복사가 520 nm인 4개의 PC 라임 LED 칩들 및 12개의 백색 LED 칩들로 피팅되고 II 채널에 직렬로 연결된 12개 칩들과 병렬로 연결되고, 가운데 라인은 백색 LED 칩들이 청색, 청록색 및 PC 라임 LED 칩들과 교번되도록 구성되는데, 이것은 백색, 청색, 백색, 청록색, 백색, PC 라임, 백색, 청색 등을 의미한다.
칩들의 특성은 다음과 같다:
백색 LED 칩
출력: I 채널에서 한 개 칩당 0.31 W으로 48개 칩 유닛을 포함하여 총 15.1 W이고, II 채널에서 한 개 칩당 0.93 W으로 12개 칩을 포함하여 총 11.1 W이고, 백색 칩들의 총 출력은 26.2 W
광효율: 70 lm/W
총전력에서의 점유율: 51.2 %
475 nm에서 최대 복사인 청색 단색 LED 칩
출력: II 채널에서 한 개 칩당 0.35 W로 4개 칩 유닛들을 포함하여 총 1.4 W
광효율: 29.45 lm/W
총전력에서의 점유율: 20 %
495 nm에서 최대 복사인 청록색 단색 LED 칩
출력: II 채널에서 한 개 칩당 0.38 W로 4개 칩 유닛들을 포함하여 총 1.5 W
광효율: 64.1 lm/W
총전력에서의 점유율: 20 %
520 nm에서 최대 복사인 PC 라임 LED 칩
출력: II 채널에서 한 개 칩당 0.78 W로 4개 칩 유닛들을 포함하여 총 3.1 W
광효율: 96 lm/W
총전력에서의 점유율: 8.8 %
광원의 총 출력은 32.2 W이고, 72개 LED 칩 유닛들이 있다.
예제 6
LED 광원은 3개 라인을 가진 하나의 광 스트립을 포함하도록 제조되며 첫번째와 세번째 라인은 24개 백색 LED 칩들을 포함하여, 총 48개의 백색 LED 칩들이 있으며, 직렬로 연결된 12개의 칩들과 병렬로 I 채널에 연결되며, 연색 온도 2700 K 및 CRI 98이고, 중간 라인은 473에서 475 nm에서 최대 복사를 가지는 4개의 청색 단색 LED 칩들, 495 nm에서 최대 복사를 가지는 4개의 청록색 단색 LED 칩들, 420 nm로 방출되는 520 nm에서 최대 복사를 가지는 4개의 PC 라임 LED 칩들, 그리고 연색 온도 2700 K 및 CRI 98을 가지는 12개의 백색 LED 칩들로 피팅되며, 직렬로 연결된 12개의 칩에 병렬로 II 채널에 연결되고, 중간 라인은 백색 LED 칩들이 청색, 청록색 및 PC 라임 LED 칩들과 교번하도록 구성되는데, 이것은 백색, 청색, 백색, 청록색, 백색, PC 라임, 백색, 청색 등임을 의미한다. 이 광원의 스펙트럼이 측정되어 태양 복사 특성을 가진 LED 광원으로 사용하기에는 부접합하다는 것이 발견되었는데 청색 범위의 복사 강도가 낮고 요구되는 460에서 660 nm 범위의 생물학적으로 이로운 스펙트럼에서의 불균형 때문이었다.
예제 7
프라하 학교 - Gymnazium Na Prazacce (GNP)에서, 예제 1에 따른 인지 능력 향상을 위한 LED 조명 장비가 빌딩 일부분에 설치되었다. 빛의 청색 스펙트럼 성분 덕분에, 학생들의 교실에서의 인지 능력이 특히 향상되었다. 다른 모니터링된 파라미터들은 예컨대 집중력(concentration), 주의력(attention), 반응시간(reaction time), 유지율(retention) 및 사고율(thought rate), 기억에서의 회상, 신체적 능력, 시각적 편안함 및 학생과 교사의 주관적인 내용이었다 - 도 20에 모든 주요 파라미터들의 개요가 도시되어 있다. 실험은 두가지 대표적 기간- LED 조명 설치 전과 후 -에 수행되었으며, 다른 학교 - Gymnazium u Libenskeho zamku (GULZ)가 대조군으로 선택되었다. 실험은 두 곳(GNP 및 GULZ)에서 평행하게 수행되었다. 실험은 특별히 설계된 2개 세트의 심리 테스트를 사용하여 평가되었는데, 여기서 한 세트의 테스트는 학생들의 학습 능력과 관련된 객관적인 파라미터에 집중하고, 다른 세트는 학생 및 교사에 의해 LED 조명이 주관적으로 받아들여지는 것에 집중했다. 그 결과는 예제 1에 따른 LED 조명에 노출된 학생들이 더 나은 학습 결과, 더 나은 건강 상태를 가짐을 보여주며 - 평가 파라미터들에는 질병 및 늦잠에 따른 결석을 포함하였으며, 대조군 학생들과 비교하여 더 나은 만족도를 보였다. 실험은 이하의 예제에서 제시된다. 모든 측정은 분광광도계를 사용하여 측정되었다.
예제 7A 조도(illuminance)의 측정
업무 영역에서의 조도의 측정이 수업 동안 교실에서 실제 빛 조건에서 이루어졌다. 확립된 조도의 강도는 실험이 수행된 학교들 모두에서 모든 교실에서 비교가능하다. 발명에 의한 그리고 표준 조명 하에서 폼(form)과 책상들의 수평 조도는 약 800 lx에 이르며, 학생들의 눈에 들어오는 빛(즉 생물학적으로 효율적인 빛)은 약 교실에서의 위치와 시야에 따라 약 300~330 lx에 달한다.
같은 크기의 교실에서 비슷한 칠판에 있는 텍스트의 가독성을 평가할 때 표면의 적절한 조도가 매우 좋았다. 교실 표면 조도가 비슷하기는 했지만, 대조군 교실의 학생 25%는 공간이 너무 밝다고 평가한 반면, 새로운 조명에서는 6%의 학생들만이 이런 의견이었다. 이러한 평가의 차이는 통계적으로 중요한 것이다(T-테스트, n = 104, p = 0.01). 이러한 효과는 새로운 조명이 더 잘 분포되고 더 균형잡힌 스펙트럼 구성을 가지기 때문인 것으로 설명될 수 있다.
예제 7B 생물학적 효율의 측정
스펙트럼 커브의 측정은 조도가 비슷한 수준임에도 불구하고, 새로운 조명은 Brainard에 따르면 0.47~0.36 W/m2의 생물학적 효율을 달성한 반면 기준 교실에서의 조명은 약 0.25에서 0.20 W/m2의 효율임을 보여준다. 이것은 인지 향상 및 인내와 조직의 생물학적 시계의 유익한 동기화에 필수적인 긍정적인 효과를 달성하기 위한 핵심 요소인 청색 스펙트럼 성분이 높은 점유율을 갖는 빛의 균형잡힌 스펙트럼 조성 덕분에 가능하다.
예제 7C 객관적 평가 - 인지 능력의 테스트
인지 능력 테스트를 사용하여 조명의 효과가 객관적으로 평가되었다. 테스트는 집중력과 단기 기억력을 모니터링했다. 테스트 첫번째 단계에서, 즉, 조명이 설치된 지 3개월 후에, 새로운 인지 조명이 설치된 교실에서 이른 아침에 학습한 학생들이 훨씬 좋은 결과를 나타내었다. 이 학생들은 일반 교실의 학생들과 비교하여 테스트에서 실수를 덜 했으며(T-테스트, n = 104, p < 0.05), 그들의 최근 기억력이 훨씬 나았다(T-테스트, n = 104, p < 0.02). 테스트 결과는 도 19에 리뷰되었다.
예제 7D 연색 평가 지수 Ra의 측정
새로운 조명은 또한 높은 연색 평가 지수 Ra를 달성했다. 처음에는, Ra 60을 가진 조명이 GNP의 교실에 그리고 GULZ에서 모니터링된 대조군 교실에 설치되었다. 이것은 Ra 80 이상을 요구하는, 사람이 장기 체류하기 위한 공간의 조명 표준 요구사항을 충족하지 못하는 것이다. 새로운 조명 시스템은 Ra 91을 달성하였는데 학교가 예술 교육에 초점을 맞추기 때문에만 중요한 것이 아니다. 이것은 학생들의 주관적 평가에 의존했을 가능성이 있는데, 새로운 조명 색상의 자연스러움을 더 좋게 판단하는 경향이 있기 때문이다. 새로운 조명 하에서, 85%의 사람들이 피부의 색깔이 자연스럽거나 상대적으로 자연스럽다고 평가하였는데, 원래 조명은 69%의 사람들만이 그렇게 평가했었다. 테스트 그룹(GNP, n = 51) 및 대조군 그룹(GULZ, n = 53)의 주관적 평가에 대해서는, 도 20을 참조하라.
예제 7E 에너지 절약
새로운 조명이 교실의 절반 부분에 설치되어 원래의 형광등 및 일반적인 절약형 LED 조명을 대체하였다. 측정은 전체 프로젝트에 대해 수행되었다. 조도의 상당한 증가 및 무엇보다도 공간의 대략 절반에서의 조명 품질의 증가에도 불구하고, 전력 소모는 전년 대비 증가하지 않았다. 반대로, 연간 마지막 분기에는 5%의 작은 전력 소모 감소가 있었다.
예제 7F 심리적 효과
새로 설치된 교실 조명은 일반 조명과 비교하여 더 편안한 것으로 주관적으로 평가되었다(t-테스트, n = 104, p < 0 .01). 대조군 교실의 조명이 32%의 학생들에게만 편안하거나 기본적으로 편안한 것으로 평가된 반면, 새로 설치된 조명은 53%였다.
<산업상 이용가능성>
따라서 사람의 인지 능력을 촉진하는 광원은 집중력이나 주의가 많이 필요한 경우라면 어디든 적합하다.
1 백색 LED 칩
2 청색 LED 칩
3 청록색 LED 칩
4 백색 스트립의 인쇄 회로
5 백색 칩들의 광 스트립
6 청색 및 청록색 칩들의 광 스트립
7 청색 및 청록색 칩들의 광 스트립의 인쇄 회로
8 디머(dimer)
9 전압 배율기
10 서플라이(supply)
11 황색-녹색 PC 라임 LED 칩

Claims (14)

  1. 인지 능력을 향상시키고 460 nm 내지 660 nm 범위에서 빛 에너지 분포에서 최대값과 최소값이 태양광과 90% 균형을 이루는 LED 광원으로서, 380 nm 내지 700 nm 파장의 빛을 방출하는 적어도 하나의 백색 LED 칩(1)과, 470 nm 내지 480 nm 파장의 빛을 방출하는 적어도 하나의 단색 청색 LED 칩(2)을 포함하고, 상기 LED 칩들은 전류원에 연결되고, 490 nm 내지 500 nm 파장의 빛을 방출하는 적어도 하나의 단색 청록색(turqouise) LED 칩(3)을 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 백색 LED 칩은 3800 K 내지 4200 K의 연색 온도(correlated colour temperature)와 90 내지 98의 CRI(colour rendering index)를 가지고, 상기 청색 LED 칩(2)과 청록색 LED 칩(3) 각각은 상기 LED 광원의 총 방출 전력의 3% 내지 7%를 생성하거나 상기 청색 LED 칩(2)으로부터의 광속(light flux)은 상기 LED 광원의 총 광속의 1% 내지 4%에 이르고 상기 청록색 LED 칩(3)의 광속은 상기 LED 광원의 총 광속의 4% 내지 7%에 이르며 상기 백색 LED 칩이 가장 큰 방출 전력과 가장 큰 광속을 제공하는, LED 광원.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 LED 광원은 500 nm 내지 650 nm의 녹색-황색 파장 범위의 복사(radiation)를 가지고, 총 방출 전력의 6% 내지 9% 또는 광원의 총 광출력의 10% 내지 15%를 차지하는 적어도 하나의 PC 라임 LED 칩(11)을 포함하는, LED 광원.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 PC 라임 LED 칩(11)은 발광단(luminophore)으로 커버된 420±5 mm 범위에서 여기되는 청색 LED 칩(2)을 포함하는, LED 광원.
  4. 제1항에 잇Dj서,
    상기 백색 LED 칩(1)은 발광단으로 커버된 청색 LED 칩(2)으로 구성되는, LED 광원.
  5. 제1항에 있어서,
    청색 LED 칩들(2)과 청록색 LED 칩들(3)의 출력 비율은 1:1인, LED 광원.
  6. 제2항에 있어서,
    청색 LED 칩들(2)과 청록색 LED 칩들(3)과 PC 라임 LED 칩들(11)의 광출력 비율은 1:2:3인, LED 광원.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 LED 광원의 총 복사 강도는 청색 LED 칩들(2)로부터 4.5% 내지 7%, 청록색 LED 칩들(3)로부터 4.5% 내지 8%, PC 라임 칩들(11)로부터 6% 내지 10%, 그리고 백색 LED 칩들(1)로부터 78% 내지 88%가 제공되는, LED 광원.
  8. 제1항에 있어서,
    청색 LED 칩들(2)의 총 출력과 청록색 LED 칩들(3)의 총 출력은 각각 백색 LED 칩들(1)의 총 출력의 5%를 생성하는, LED 광원.
  9. 제1항에 있어서,
    4개의 백색 LED 칩들(1), 1개의 청색 LED 칩(2) 및 1개의 청록색 LED 칩(3)이 인쇄 회로(4, 7)의 1.25 cm 상에 위치되는, LED 광원.
  10. 제1항에 있어서,
    4개의 백색 LED 칩들(1), 2개의 청색 LED 칩들(2) 및 1개의 청록색 LED 칩(3)이 인쇄 회로(4, 7)의 1.25 cm 상에 위치되고, 상기 청색 LED 칩(2)은 상기 청록색 LED 칩(3)의 절반의 출력을 가지는, LED 광원.
  11. 제1항에 있어서,
    4개의 백색 LED 칩들(1), 1개의 청색 LED 칩(2) 및 2개의 청록색 LED 칩들(3)이 인쇄 회로(4, 7)의 1.25 cm 상에 위치되고, 상기 청록색 LED 칩(3)은 상기 청색 LED 칩(2)의 절반의 전력을 가지는, LED 광원.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 청색 LED 칩(2)의 광 출력은 27 내지 32 lm/W에 달하고, 상기 청록색 LED 칩(3)의 광 출력은 63 내지 66 lm/W에 달하고, 상기 PC 라임 LED 칩(11)의 광 출력은 85 내지 100 lm/W에 달하고, 상기 백색 LED 칩(1)의 광 출력은 70 내지 90 lm/W에 달하는, LED 광원.
  13. 제2항에 있어서,
    2개 채널들에 연결된 LED 칩들을 포함하고, I 채널은 20 내지 80 백색 LED 칩들(1)을 포함하고 II 채널은 1 내지 8 그룹의 청색-청록색-녹색 LED 칩들을 포함하고, LED 칩들의 그룹 하나는 1개의 청색 LED 칩(2), 1개의 청록색 LED 칩(3) 및 1개의 PC 라임 LED 칩(11)을 포함하는, LED 광원.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 I 채널은 40 내지 60 백색 LED 칩들을 포함하고 상기 II 채널은 4개 그룹의 청색-청록색-녹색 LED 칩들을 포함하는, LED 광원.
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