KR20050022011A - A system for maintaining light characteristics from a multi-chip led package - Google Patents

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KR20050022011A
KR20050022011A KR10-2004-7020971A KR20047020971A KR20050022011A KR 20050022011 A KR20050022011 A KR 20050022011A KR 20047020971 A KR20047020971 A KR 20047020971A KR 20050022011 A KR20050022011 A KR 20050022011A
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제임스 엠. 가이네스
마이클 디. 패쉴리
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

본 발명은 멀티칩 LED 패키지(102)로부터의 광 특성을 유지하기 위한 방법, 시스템 및 구조체를 제공한다. 이는 멀티칩 LED 패키지에서의 복수의 발광 다이오드로부터의 원하는 광 출력을 선택하고, 광을 제한함으로써 행해질 수 있다. 또한 이것은 제한된 광을 측정하고, 측정된 출력 광과 원하는 광을 비교하며, 상기 측정된 광에 기초하여 멀티칩 LED 패키지에서의 LED(150)로의 전류를 조정함으로써, 행해질 수도 있다.The present invention provides methods, systems, and structures for maintaining optical properties from multichip LED package 102. This can be done by selecting the desired light output from the plurality of light emitting diodes in the multichip LED package and limiting the light. This may also be done by measuring the limited light, comparing the measured output light with the desired light, and adjusting the current to the LED 150 in the multichip LED package based on the measured light.

Description

멀티칩 LED 패키지로부터의 광 특성을 유지하기 위한 시스템{A SYSTEM FOR MAINTAINING LIGHT CHARACTERISTICS FROM A MULTI-CHIP LED PACKAGE}A SYSTEM FOR MAINTAINING LIGHT CHARACTERISTICS FROM A MULTI-CHIP LED PACKAGE}

본 발명은 일반적으로 LED 전력 공급 조명 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 멀티칩 LED 패키지로부터의 광 특성을 유지하기 위한 시스템에 관한 것이다.The present invention relates generally to LED power supply lighting systems. In particular, the present invention relates to a system for maintaining optical properties from a multichip LED package.

발광 다이오드(LED)는 고농도의 일정한 사용자 특정 컬러를 제공해야 하는 일반적인 조명 애플리케이션에서 좀더 자주 사용되고 있다. 고농도의 광을 제공하기 위해, 다수의 LED 칩(동일하거나 상이한 컬러의)을 포함하는 패키지가 부피가 큰 램프들을 피하기 위해 사용되어야만 한다. 우리는 이들을 "멀티칩 LED 패키지"라고 부를 것이다.Light-emitting diodes (LEDs) are used more often in general lighting applications that must provide high levels of consistent, user-specific color. To provide high levels of light, a package containing multiple LED chips (of the same or different colors) must be used to avoid bulky lamps. We will call these "multichip LED packages".

광농도와 다른 특성들은 LED 칩들에 따라 변한다. 이는 멀티칩 LED 패키지로부터 나오는 광의 컬러 변화를 일으킬 수 있다. 멀티칩 LED 패키지의 광농도와 컬러는 광 센서와 지원 전자장치 및 LED 칩으로부터 분리된 패키지에 배치되는 제어 시스템을 사용하여 측정되고 일정하게 유지될 수 있다. 소형이고 광 출력이 일정하며 멀티칩 LED 패키지를 사용하여 램프 설계자로부터의 최소한의 설계 작업을 요하는 LED 램프를 얻기 위해서는, LED 패키지에서의 센서(및 가능하다면 다른 전자 장치도)의 집적화가 바람직하다. 이후, 센서가 광 출력을 제어를 위해 유용한 신호를 제공하도록, 센서를 배치하는 것이 중요하게 된다.Light intensity and other characteristics vary with LED chips. This can cause color variations in the light coming from the multichip LED package. The light intensity and color of a multichip LED package can be measured and kept constant using a light sensor, supporting electronics and a control system placed in a package separate from the LED chip. In order to obtain LED lamps that are compact, have a constant light output, and require minimal design work from the lamp designer using a multichip LED package, the integration of sensors (and possibly other electronic devices) in the LED package is desirable. . Thereafter, it becomes important to place the sensor so that the sensor provides a useful signal for controlling the light output.

그러므로, 이들 및 다른 단점을 극복하는 멀티칩 LED 패키지의 광 특성을 유지하기 위한 시스템을 제공하는 것이 바람직하게 된다.Therefore, it would be desirable to provide a system for maintaining the optical properties of a multichip LED package that overcomes these and other disadvantages.

도 1은 본 발명에 따른 멀티칩 LED 패키지로부터의 광 특성을 유지하기 위한 시스템의 일 실시예의 개략도.1 is a schematic diagram of one embodiment of a system for maintaining optical characteristics from a multichip LED package according to the present invention;

도 2는 본 발명에 따른 멀티칩 LED 패키지로부터의 광 특성을 유지하기 위한 시스템의 일 실시예의 흐름도.2 is a flow diagram of one embodiment of a system for maintaining optical characteristics from a multichip LED package according to the present invention.

도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 멀티칩 LED 패키지 내에서 광 특성을 유지하기 위한 시스템의 다양한 실시예의 개략도.3-6 are schematic diagrams of various embodiments of a system for maintaining optical properties within a multichip LED package according to the present invention.

본 발명의 일 양태는 멀티칩 LED 패키지로부터의 광 특성을 유지하기 위한 시스템을 제공한다. 이 시스템은 제한된 광 신호를 생성하기 위해 적어도 1개의 광 센서로 투과된 광을 제한하기 위한 수단과, 감지된 광 신호를 생성하기 위해 적어도 1개의 광 센서에 의해 제한된 광 신호를 측정하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 이 시스템은 또한 상기 감지된 광 신호를 원하는 광 신호와 비교하기 위한 수단과, 상기 비교에 기초하여 멀티칩 LED 패키지 상의 적어도 1개의 발광 다이오드로의 전류를 조정하기 위한 수단을 포함한다.One aspect of the invention provides a system for maintaining optical characteristics from a multichip LED package. The system includes means for limiting light transmitted to at least one light sensor to produce a limited light signal, and means for measuring light signal limited by the at least one light sensor to produce a sensed light signal. It may include. The system also includes means for comparing the sensed optical signal with a desired optical signal and means for adjusting the current to at least one light emitting diode on the multichip LED package based on the comparison.

본 발명의 또다른 양태는 멀티칩 LED 패키지로부터의 광 특성을 유지하기 위한 구조체를 제공한다. 이 구조체는 복수의 LED; 상기 복수의 LED로부터 나오는 일정양의 광을 수신하도록 배치된 적어도 1개의 밀폐함; 상기 복수의 LED로부터 나온 광을 측정하기 위해 상기 밀폐함에 배치된 적어도 1개의 광 센서; 및 상기 측정된 광에 기초하여 상기 LED 칩으로의 전류를 제어하기 위해, 상기 LED 칩에 동작 가능하게 연결된 제어기를 포함한다.Another aspect of the invention provides a structure for maintaining optical properties from a multichip LED package. This structure comprises a plurality of LEDs; At least one enclosure arranged to receive a certain amount of light from the plurality of LEDs; At least one optical sensor disposed in the enclosure for measuring light from the plurality of LEDs; And a controller operably connected to the LED chip for controlling the current into the LED chip based on the measured light.

본 발명의 전술한 것과 다른 특징 및 장점은 첨부 도면과 함께 다음 본 발명의 실시예에 관한 상세한 설명을 읽음으로써 더 분명하게 될 것이다. 상세한 설명과 도면은 단순히 본 발명을 설명하기 위한 것이지, 첨부된 청구항과 그 동등물에 의해 한정되는 본 발명의 범위를 제한하고자 함이 아니다.Other features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of the embodiments of the present invention, taken in conjunction with the accompanying drawings. The detailed description and drawings are merely illustrative of the invention and are not intended to limit the scope of the invention as defined by the appended claims and their equivalents.

도 1은 본 발명에 따른 멀티칩 LED 패키지로부터의 광 특성을 유지하기 위한 시스템의 일 실시예를 100으로 나타낸 도면이다. 일 실시예에서, 시스템(100)은 멀티칩 LED 패키지(102)와 입력 디바이스(140)를 포함할 수 있다.1 is a diagram illustrating an embodiment of a system 100 for maintaining optical characteristics from a multichip LED package according to the present invention. In one embodiment, the system 100 may include a multichip LED package 102 and an input device 140.

멀티칩 LED 패키지(102)는 제어 시스템(130), 온도 감지 디바이스(120), 발광 다이오드(LED)(150) 및 광 감지 디바이스(110)를 포함할 수 있다.The multichip LED package 102 may include a control system 130, a temperature sensing device 120, a light emitting diode (LED) 150, and a light sensing device 110.

멀티칩 LED 패키지(102)는 연결 전자 장치(135)를 구비한 적어도 1개의 발광 다이오드 칩(150)을 포함한다. LED는 예를 들어 적색, 녹색 또는 청색일 수 있고, 또다른 예로는 복수의 LED는 모두 1개의 컬러일 수 있으며 또는 컬러들의 조합일 수 있다. 시스템(100)의 다른 실시예들은 백색 LED 칩, 다른 컬러의 LED 칩 또는 착색되고 백색인 LED 칩의 조합을 포함할 수 있다.The multichip LED package 102 includes at least one light emitting diode chip 150 with a connecting electronic device 135. The LEDs can be, for example, red, green or blue, and in another example a plurality of LEDs can be all one color or a combination of colors. Other embodiments of the system 100 may include white LED chips, LED chips of different colors, or a combination of colored and white LED chips.

멀티칩 LED 패키지(102)는 또한 제어 시스템(130)을 포함한다. 일 실시예에서, 이러한 제어 시스템은 임의의 적당한 하드웨어나 소프트웨어 또는 RAM을 구비한 컴퓨터 칩과 같은 논리 처리를 수행하는 하드웨어와 소프트웨어의 조합일 수 있다. 이러한 제어 시스템(130)은 제어 시스템 전자 장치 결선(wiring)(115, 125, 135)이나 관련 분야에 알려진 임의의 다른 적당한 연결을 가지고 시스템 성분(110, 120, 140, 150)에 동작 가능하게 연결될 수 있다. 제어 시스템(130)은 결선(115, 125, 135)을 통해 다양한 시스템 성분으로의 전류 흐름을 변경할 수 있다. 예를 들어, 제어 시스템 전자 장치(130)는 전자 장치 결선(135)을 통해 LED 칩(150)으로의 전류의 흐름을 변경할 수 있다. 제어 시스템(130)에서의 컴퓨터 소프트웨어는 관련 분야에 알려진 임의의 적당한 수단에 의해 다양한 시스템 성분으로의 전류 흐름을 제어하기 위한 명령어를 포함할 수 있다.Multichip LED package 102 also includes a control system 130. In one embodiment, such a control system may be any suitable hardware or software or combination of hardware and software that performs logic processing, such as a computer chip with RAM. Such control system 130 may be operatively connected to system components 110, 120, 140, 150 with control system electronics wiring 115, 125, 135 or any other suitable connection known in the art. Can be. The control system 130 can alter the current flow to various system components through the connections 115, 125, 135. For example, the control system electronic device 130 may change the flow of current to the LED chip 150 through the electronic device connection 135. Computer software in control system 130 may include instructions for controlling the flow of current to various system components by any suitable means known in the art.

멀티칩 LED 패키지(102)는 또한 광 감지 디바이스(110)를 둘러싸는 밀폐함(105)을 포함할 수 있다. 이제 밀폐함(105)의 예시적인 일 실시예를 도시하는 도 1과 도 3을 참조하면, 밀폐함(310)은 광원(LED)으로부터 광 감지 디바이스(110)로 방출된 광을 보내는, LED 쪽으로 열리는 적어도 1개의 개구(320)를 포함한다. 개구(320)는 각 밀폐함과 연관된 LED의 배치와 개수에 따라 다양한 크기와 모양을 가질 수 있고, 이는 도 4 내지 도 6과 관련하여 아래에 더 상세히 논의되고 있다. 이들 개구의 크기는 광 센서에 도달하는 광의 양을 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 밀폐함 내부(315)는 백색 내부로 되어 있으며, 이는 상이한 바람직한 광원으로부터의 광의 좀더 효율적인 조합을 제공한다. 개구는 LED로부터 얼마나 많은 광이 밀폐함으로 들어갈지를 결정한다. 일단 광이 밀폐함에 있게 되면, 백색 내부 표면은 들어온 광을 혼합한다. 이러한 내부 혼합의 목적은 측정되는 LED들 사이의 변화에 덜 민감한 광다이오드를 만드는 것이다.The multichip LED package 102 may also include an enclosure 105 that surrounds the light sensing device 110. Referring now to FIGS. 1 and 3, which illustrate one exemplary embodiment of the enclosure 105, the enclosure 310 is directed toward the LED, which sends light emitted from the light source (LED) to the light sensing device 110. It includes at least one opening 320 that opens. The opening 320 can have various sizes and shapes depending on the arrangement and number of LEDs associated with each enclosure, which are discussed in more detail below with respect to FIGS. 4-6. The size of these openings can determine the amount of light that reaches the light sensor. In one embodiment, the enclosure interior 315 is a white interior, which provides a more efficient combination of light from different preferred light sources. The opening determines how much light from the LED will enter the enclosure. Once the light is in the enclosure, the white inner surface mixes the incoming light. The purpose of this internal mixing is to make the photodiode less sensitive to changes between the LEDs being measured.

멀티칩 LED 패키지(102)는 또한 밀폐함(105) 내에 위치한 적어도 1개의 광 감지 디바이스(110)를 포함한다. 광 감지 디바이스는 광다이오드, 광전도체 또는 관련 분야에 알려진 임의의 다른 적당한 광 감지 디바이스일 수 있다. 광 감지 디바이스는 이웃하는 LED로부터 투과된 광이 개구를 통과하여 광 센서로 가도록 배치될 수 있다. 광 센서(110)는 투과된 광을 감지된 광 신호로 변환한다. 광 감지 디바이스(110)는 전자 결선, 광섬유 또는 관련 분야에 알려진 임의의 다른 적당한 연결 수단에 의해 제어 시스템(130)에 동작 가능하게 연결될 수 있다(115). LED로부터 투과된 광은 광 센서로부터 제한되거나 광 센서 위에 충돌이 허용될 수 있다. 이는 밀폐함(105)의 아래에 있는 센서의 배치, LED 칩의 배치, 밀폐함의 모양 또는 그들의 조합에 의해 달성될 수 있다.Multichip LED package 102 also includes at least one light sensing device 110 located within enclosure 105. The light sensing device may be a photodiode, photoconductor or any other suitable light sensing device known in the art. The light sensing device may be arranged such that light transmitted from a neighboring LED passes through the opening to the light sensor. The optical sensor 110 converts the transmitted light into a sensed optical signal. The light sensing device 110 may be operatively connected to the control system 130 by electronic connection, optical fiber, or any other suitable connection means known in the art (115). Light transmitted from the LED may be restricted from the light sensor or allowed to impinge on the light sensor. This may be accomplished by placement of the sensor underneath the enclosure 105, placement of the LED chip, shape of the enclosure, or a combination thereof.

멀티칩 LED 패키지(102)는 제어 시스템(130)에 동작 가능하게 연결된 온도 감지 디바이스(120)를 포함할 수 있다. 이 온도 감지 디바이스는 열전대(thermocouple) 또는 성분의 온도를 측정하기 위해 사용되는 관련 분야에 알려진 임의의 다른 적당한 수단일 수 있다. 온도 감지 디바이스는 멀티칩 LED 패키지(102)에서 사용된 LED의 온도를 측정하는데 사용될 수 있다. 온도 감지 디바이스(120)는 LED 온도를 계속해서 또는 예를 들어 매 2초마다와 같이 특정 시간 간격으로 측정하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 온도 감지 디바이스는 멀티칩 LED 패키지(102) 내에 포함될 수 있다. 또다른 실시예에서, 온도 감지 디바이스는 히트 싱크(heat sink)의 온도를 감시하도록 연결될 수 있고, 이러한 히트 싱크 위에 멀티칩 LED 패키지 시스템(100)이 장착된다.The multichip LED package 102 can include a temperature sensing device 120 operatively connected to the control system 130. This temperature sensing device may be a thermocouple or any other suitable means known in the art used to measure the temperature of a component. The temperature sensing device can be used to measure the temperature of the LEDs used in the multichip LED package 102. The temperature sensing device 120 may be configured to measure the LED temperature continuously or at specific time intervals, such as every two seconds, for example. In one embodiment, the temperature sensing device may be included in the multichip LED package 102. In another embodiment, the temperature sensing device may be connected to monitor the temperature of a heat sink, and the multichip LED package system 100 is mounted on the heat sink.

시스템은 또한 입력 디바이스(140)를 포함할 수 있는데, 이러한 입력 디바이스에서 사용자는 원하는 광 출력의 컬러와 농도를 미리 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 이러한 입력 디바이스(140)는 전자 선택 메뉴를 구비한 손에 휴대 가능한 키패드이다. 입력 디바이스는 또한 벽에 설치된 키패드이거나 제어 시스템(130)에 동작 가능하게 연결된 개인용 컴퓨터일 수 있다. 실제로, 사용자는 원하는 광의 대응하는 프로파일을 선택하기 위해 키패드 상의 버튼을 간단히 누를 수 있다. 예를 들어, 사용자는 회색을 띤 백색광(off white) 컬러와 고농도의 밝은 광을 선택할 수 있다. 입력 디바이스(140)는 임의의 적절한 하드웨어 또는 소프트웨어이거나, 사용자가 광의 바람직한 프로파일을 선택하도록 허용하는 하드웨어와 소프트웨어의 조합일 수 있다.The system may also include an input device 140 in which the user can predetermine the color and intensity of the desired light output. In one embodiment, this input device 140 is a keypad that is portable to a hand with an electronic selection menu. The input device may also be a keypad mounted on a wall or a personal computer operatively connected to the control system 130. In practice, the user can simply press a button on the keypad to select the corresponding profile of the desired light. For example, the user can select a grayish off white color and high intensity bright light. Input device 140 may be any suitable hardware or software, or a combination of hardware and software that allows a user to select a desired profile of light.

이제 도 2를 참조하면, 멀티칩 LED 패키지의 광 특성을 유지하기 위한 방법이 일반적으로 200으로 도시되어 있다. 실제로, 사용자는 원하는 광 프로파일을 입력 디바이스(140)를 사용하여 선택한다(블록 210). 원하는 광 프로파일은 투과된 광의 컬러 및 농도를 포함한다.Referring now to FIG. 2, a method for maintaining optical characteristics of a multichip LED package is shown generally at 200. In practice, the user selects the desired light profile using input device 140 (block 210). The desired light profile includes the color and concentration of transmitted light.

일단 멀티칩 LED 패키지(102)가 광을 투과시키기 시작하면, 각 LED와 연관된 센서(110)가 컬러와 농도 모두에 관해서 투과된 광을 측정한다(블록 215). 센서(110)는 측정된 투과된 광을 감지된 광 신호로 변환한다(블록 220). 일 실시예에서, 전반적인 광 컬러와 농도는 개별 LED의 개별 광 농도 모두를 합쳐서 결정될 수 있다. 또다른 실시에에서, 각각의 개별 컬러의 개별 값들은 특정 컬러에 관한 감지된 광 신호 값을 얻기 위해 합쳐진다. 예를 들어, 각각의 적색 LED에 관해서 감지된 광 신호는 전체적으로 감지된 신호 값에 관해서 합쳐진다.Once the multichip LED package 102 begins to transmit light, the sensor 110 associated with each LED measures the transmitted light in terms of both color and intensity (block 215). The sensor 110 converts the measured transmitted light into a sensed light signal (block 220). In one embodiment, the overall light color and intensity can be determined by summing up all of the individual light intensities of the individual LEDs. In another embodiment, the individual values of each individual color are combined to obtain the sensed light signal values for the particular color. For example, the sensed light signal for each red LED is summed with respect to the overall sensed signal value.

결정된 감지된 광 신호는 이후 사용자가 선택한 원하는 광 프로파일과 연관되는 원하는 광 신호 값과 비교된다(블록 225). 이러한 비교의 결과는 하나 또는 그 이상의 LED의 조정이 요구되는지를 결정할 것이다(블록 230). 감지된 광 값이 원하는 광 신호 값의 미리 결정된 수용 가능한 범위 내에 있다면, 방법은 블록 215로 되돌아간다. 하지만, 감지된 광 신호가 그러한 미리 결정된 범위 내에 있지 않다면, 하나 또는 그 이상의 LED로의 전류는 조정되고(블록 235), 방법은 멀티칩 LED 패키지의 계속적인 감시를 위해 블록 215로 되돌아갈 것이다.The determined sensed light signal is then compared to a desired light signal value associated with the desired light profile selected by the user (block 225). The result of this comparison will determine if adjustment of one or more LEDs is required (block 230). If the sensed light value is within a predetermined acceptable range of the desired light signal value, the method returns to block 215. However, if the sensed light signal is not within such predetermined range, the current to one or more LEDs is adjusted (block 235) and the method will return to block 215 for continued monitoring of the multichip LED package.

LED로의 전류 흐름의 변경은 멀티칩 패키지로부터 방출된 광의 컬러와 농도를 변경한다. 선택된 원하는 광 프로파일에 기초하여, 제어 시스템은 멀티칩 LED 패키지에서의 다양한 성분으로 방출될 전류의 양을 결정한다. 광 센서에 의해 측정된 광을 평가하기 위해 원하는 광 특성의 프로파일이 사용될 수 있다. 시스템의 성분들로의 전류 흐름은 이후 LED로부터 방출된 광을 변경하기 위해 제어 시스템(130)에 의해 조정될 수 있다. 이러한 프로세스는 원하는 광이 더 이상 요구되지 않을 때까지 계속될 수 있다.Changing the current flow into the LED changes the color and intensity of the light emitted from the multichip package. Based on the desired light profile selected, the control system determines the amount of current to be emitted to the various components in the multichip LED package. A profile of the desired optical properties can be used to evaluate the light measured by the light sensor. The current flow into the components of the system can then be adjusted by the control system 130 to alter the light emitted from the LEDs. This process can continue until the desired light is no longer required.

또다른 실시예에서, 온도 센서(120)는 또한 LED의 온도를 측정할 수 있다. 온도가 특별한 멀티칩 LED 패키지에 관해 수용 가능한 한계 내에서 일정하게 유지되는 한, 성분들로의 전류 흐름율은 제어 시스템에 의해 유지될 것이다. 하지만, 측정된 온도가 수용 가능한 한계 내에 있지 않으면, 제어 시스템(130)은 원하는 만큼 LED로의 전류 흐름을 변경할 것이다.In another embodiment, temperature sensor 120 may also measure the temperature of the LED. As long as the temperature remains constant within acceptable limits for a particular multichip LED package, the rate of current flow into the components will be maintained by the control system. However, if the measured temperature is not within acceptable limits, the control system 130 will change the current flow to the LED as desired.

이제 도 4를 참조하면, LED 칩, 밀폐함 및 멀티칩 LED 패키지의 광 센서의 예시적인 배치가 일반적으로 400으로 도시되어 있다. 광 센서(412)는 패키지 상에 위치한 LED 칩으로부터의 광 농도를 측정하기 위해 멀티칩 LED 패키지 상에 배치될 수 있다. 센서(412)는 그들이 패키지 상의 복수의 LED를 감시할 수 있는 곳에 배치될 수 있다. 센서(412)는 센서(412)로 들어오는 광을 보내는 밀폐함(402)에 의해 부분적으로 커버될 수 있다. 일 실시예에서, 밀폐함은 센서에 충돌하는 광의 양을 제어할 수 있다. 밀폐함(402)은 이웃하는 LED 칩(403, 405, 411)에 면하는 다양한 개구를 가질 수 있다. 멀티칩 LED 패키지(401)의 전체 농도와 컬러는 각 LED 칩의 농도를 합쳐서 결정되어질 수 있다.Referring now to FIG. 4, an exemplary arrangement of light sensors in LED chips, enclosures, and multichip LED packages is shown generally at 400. Optical sensor 412 may be placed on a multichip LED package to measure light concentration from an LED chip located on the package. Sensor 412 may be placed where they can monitor a plurality of LEDs on the package. Sensor 412 may be partially covered by enclosure 402 that sends light entering sensor 412. In one embodiment, the enclosure can control the amount of light impinging on the sensor. The enclosure 402 can have various openings facing neighboring LED chips 403, 405, 411. The total density and color of the multichip LED package 401 may be determined by adding up the concentrations of the respective LED chips.

밀폐함은 LED 칩(411)과 면하는 더 작은 개구를 가질 수 있다. LED 패키지(401)에서, 제어 시스템은 LED 칩(403, 405, 411)의 농도를 측정할 수 있다. LED 칩(411)은 밀폐함(402)에 의해 커버될 수 있는 4개의 센서(412)에 의해 측정되어질 수 있다. 이러한 측정이 LED 칩(411)의 과도한 고려(over-consideration)를 초래할 수 있기 때문에, LED 칩(411)과 면하는 밀폐함(402)의 개구는 코너 LED 칩(403)과 면하는 다른 개구 크기의 1/4로 감소될 수 있다. 이 비율은 특정 LED 칩이 측정되는 횟수의 역(inverse)과 같다. 예를 들어 LED 칩(405)은 LED 칩(405)에 면하는 개구가 코너 LED 칩(403)에 면하는 다른 개구 크기의 1/2까지 감소될 수 있도록, 2개의 센서에 의해 측정되어질 수 있다. 이러한 비율은 정확하지 않을 수 있고 LED에 의해 실제로 방출된 광의 분포에 좌우될 수 있다. LED 칩(403, 405, 411)은 동일한 크기를 가질 수 있고 센서(412)로부터 등거리로 배치될 수 있다고 가정된다.The enclosure may have a smaller opening facing the LED chip 411. In the LED package 401, the control system can measure the concentration of the LED chips 403, 405, 411. The LED chip 411 can be measured by four sensors 412 that can be covered by the enclosure 402. Since this measurement may result in over-consideration of the LED chip 411, the openings of the enclosure 402 facing the LED chip 411 may have different opening sizes facing the corner LED chip 403. It can be reduced to 1/4 of. This ratio is equal to the inverse of the number of times a particular LED chip is measured. For example, the LED chip 405 may be measured by two sensors such that the opening facing the LED chip 405 can be reduced to one half of the size of another opening facing the corner LED chip 403. . This ratio may not be accurate and may depend on the distribution of light actually emitted by the LED. It is assumed that the LED chips 403, 405, 411 can have the same size and can be disposed equidistant from the sensor 412.

필터링된 광다이오드가 본 시스템에서 사용되면, 다양한 컬러의 LED 칩으로부터 방출된 광이 동시에 샘플링될 수 있다. 필터링되지 않은 광다이오드가 LED 칩 상에 사용된다면, 오직 하나의 컬러만이 시간 다중화 샘플링(time multiplex sampling) 방법을 사용하여 한번에 측정될 수 있다. 예를 들어 적색, 청색 및 녹색 LED를 포함하는 패키지에서, 녹색 및 청색 LED는 턴오프될 수 있고, 적색 LED의 광 농도가 측정된다. 이 단계 바로 다음에, 적색 및 녹색 LED가 턴오프될 수 있고, 청색 LED 광 농도가 측정된다. 이 단계 바로 다음에, 적색 및 청색 LED가 턴오프될 수 있고, 녹색 LED 광 농도가 측정된다. 이들 측정의 결과는 제어 시스템(130)에 보내져서, 원하는 광 출력을 달성하기 위해 다양한 디바이스로의 전류가 변경될 수 있는지를 결정하기 위해 사용되어질 수 있다.If filtered photodiodes are used in the present system, light emitted from LED chips of various colors can be sampled simultaneously. If an unfiltered photodiode is used on the LED chip, only one color can be measured at a time using a time multiplex sampling method. For example, in a package that includes red, blue and green LEDs, the green and blue LEDs can be turned off and the light intensity of the red LEDs is measured. Immediately after this step, the red and green LEDs can be turned off and the blue LED light concentration is measured. Immediately after this step, the red and blue LEDs can be turned off and the green LED light concentration is measured. The results of these measurements can be sent to the control system 130 and used to determine if the current to the various devices can be changed to achieve the desired light output.

이제 도 5를 참조하면, 멀티칩 LED 패키지의 LED 칩, 밀폐함 및 광 센서의 또다른 예시적인 배치가 일반적으로 500으로 도시되어 있다.Referring now to FIG. 5, another exemplary arrangement of LED chips, enclosures, and light sensors in a multichip LED package is shown generally at 500.

멀티칩 LED 패키지의 배열에서 각 LED 칩(503)이 밀폐함(502)의 오직 하나의 개구에만 면하고 있기 때문에, LED는 한번 측정될 수 있다. 또한 각 LED 칩(503)이 동일한 크기를 가지고 각 밀폐함(502)으로부터 등거리일 수 있기 때문에, 밀폐함(502)의 개구는 동일한 크기일 수 있다.Since each LED chip 503 faces only one opening of the enclosure 502 in an array of multichip LED packages, the LED can be measured once. Also, since each LED chip 503 has the same size and can be equidistant from each enclosure 502, the openings in the enclosure 502 can be the same size.

이제 도 6을 참조하면, 멀티칩 LED 패키지의 LED 칩, 밀폐함 및 광 센서의 또다른 예시적인 배치가 일반적으로 600으로 도시되어 있다.Referring now to FIG. 6, another exemplary arrangement of LED chips, enclosures, and light sensors in a multichip LED package is shown generally at 600.

일반적으로 400으로 도시된 멀티칩 패키지와 마찬가지로, 시스템은 연결 전자 장치, 밀폐함(612) 및 적어도 1개의 광학 센서(602)를 구비한 LED 칩(603, 605, 609, 611)을 포함할 수 있고, 이들 모두는 함께 동작 가능하게 연결되고 멀티칩 패키지(601) 상에 장착된다. 시스템은 일반적으로 400으로 도시된, 도 4에서의 시스템의 것과 같이 동작할 수 있지만, 2개의 밀폐함이 4개 대신 사용될 수 있다. 도 4와 마찬가지로, 1개의 LED 대 측정되는 횟수의 비율은 LED 멀티칩 패키지(601) 상의 각 LED 칩(603, 605, 609, 611)에 면하는 개구의 상대적인 크기를 계산하기 위해 결정될 수 있다.As with the multichip package, generally shown at 400, the system may include LED chips 603, 605, 609, 611 with connecting electronics, enclosure 612, and at least one optical sensor 602. And all of them are operatively connected together and mounted on the multichip package 601. The system may operate like that of the system in FIG. 4, shown generally at 400, but two enclosures may be used instead of four. As in FIG. 4, the ratio of one LED to the number of times measured can be determined to calculate the relative size of the openings facing each LED chip 603, 605, 609, 611 on the LED multichip package 601.

본 명세서에 개시된 본 발명의 실시예들이 현재 바람직하다고 간주되었지만, 다양한 변형과 수정이 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않으면서 이루어질 수 있다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항에 표시되어 있고, 동가물의 의미와 범위 내에 있는 모든 변화는 그 안에 포함되는 것으로 의도된다.While embodiments of the invention disclosed herein are deemed to be presently preferred, various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the invention. The scope of the invention is indicated in the appended claims, and all changes that come within the meaning and range of equivalency are intended to be embraced therein.

본 발명은 일반적으로 LED 전력 공급 조명 시스템, 특히 멀티칩 LED 패키지로부터의 광 특성을 유지하기 위한 시스템에 이용 가능하다.The present invention is generally applicable to LED powered lighting systems, in particular systems for maintaining optical characteristics from multichip LED packages.

Claims (13)

멀티칩(multi-chip) 발광 다이오드(LED) 패키지(102)로부터의 광 특성을 유지하기 위한 시스템으로서,A system for maintaining optical characteristics from a multi-chip light emitting diode (LED) package 102, 제한된 광 신호를 생성하기 위해 적어도 1개의 광 센서(110)로 투과된 광을 제한하기 위한 수단;Means for limiting light transmitted to the at least one optical sensor 110 to produce a limited optical signal; 감지된 광 신호를 생성하기 위해 적어도 1개의 광 센서에 의해 제한된 광 신호를 측정하기 위한 수단;Means for measuring an optical signal constrained by the at least one optical sensor to produce a sensed optical signal; 상기 감지된 광 신호와 원하는 광 신호를 비교하기 위한 수단; 및Means for comparing the sensed optical signal with a desired optical signal; And 상기 비교에 기초하여 상기 멀티칩 LED 패키지(102) 상의 적어도 1개의 발광 다이오드로의 전류를 조정하기 위한 수단을 포함하는, 멀티칩 발광 다이오드 패키지로부터의 광 특성을 유지하기 위한 시스템.Means for adjusting current to at least one light emitting diode on the multichip LED package (102) based on the comparison. 제 1항에 있어서, 입력 디바이스를 통해 제어 디바이스(130)로 원하는 광 신호를 제공하기 위한 수단을 더 포함하는, 멀티칩 발광 다이오드 패키지로부터의 광 특성을 유지하기 위한 시스템.10. The system of claim 1, further comprising means for providing a desired optical signal through the input device to the control device (130). 제 1항 또는 제 2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 멀티칩 LED 패키지 내의 온도를 측정하기 위한 수단;Means for measuring a temperature in the multichip LED package; 상기 측정된 온도와 원하는 온도를 비교하기 위한 수단; 및Means for comparing the measured temperature with a desired temperature; And 상기 비교에 기초하여 상기 적어도 1개의 LED로의 전류를 조정하기 위한 수단을 더 포함하는, 멀티칩 발광 다이오드 패키지로부터의 광 특성을 유지하기 위한 시스템.And means for adjusting the current to the at least one LED based on the comparison. 제 1항에 있어서, 상기 광 센서는 광다이오드와 광전도체로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는, 멀티칩 발광 다이오드 패키지로부터의 광 특성을 유지하기 위한 시스템.The system of claim 1, wherein the optical sensor is selected from the group consisting of a photodiode and a photoconductor. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시스템에는 상기 광 센서를 필터링하기 위한 필터가 제공되는, 멀티칩 발광 다이오드 패키지로부터의 광 특성을 유지하기 위한 시스템.5. The system of claim 1, wherein the system is provided with a filter for filtering the optical sensor. 6. 제 1항에 있어서, 상기 투과된 광을 제한하기 위한 수단은 밀폐함(enclosure)(105) 내에 적어도 1개의 광 센서를 배치시키는 수단을 포함하는, 멀티칩 발광 다이오드 패키지로부터의 광 특성을 유지하기 위한 시스템.2. The method of claim 1, wherein the means for limiting transmitted light comprises means for placing at least one optical sensor in an enclosure 105. System. 제 6항에 있어서, 상기 밀폐함(105)은 적어도 1개의 개구(aperture)(320)를 포함하는, 멀티칩 발광 다이오드 패키지로부터의 광 특성을 유지하기 위한 시스템.7. The system of claim 6, wherein the enclosure (105) comprises at least one aperture (320). 제 5항 또는 제 6항에 있어서, 상기 밀폐함(105)은 백색 내부 벽을 포함하는, 멀티칩 발광 다이오드 패키지로부터의 광 특성을 유지하기 위한 시스템.7. The system of claim 5 or 6, wherein the enclosure (105) comprises a white inner wall. 제 1항에 있어서, 상기 멀티칩 LED 패키지(102) 내의 상기 발광 다이오드(150)는 적색, 녹색 및 청색 광을 방출하는 복수의 발광 다이오드를 포함하는, 멀티칩 발광 다이오드 패키지로부터의 광 특성을 유지하기 위한 시스템.2. The light emitting diode of claim 1, wherein the light emitting diode 150 in the multichip LED package 102 comprises a plurality of light emitting diodes emitting red, green and blue light. System for doing so. 제 9항에 있어서, 상기 적어도 1개의 광 센서에 의해 투과된 광을 측정하는 수단은 시간 다중화 샘플링(time multiplex sampling)을 위한 수단을 포함하는, 멀티칩 발광 다이오드 패키지로부터의 광 특성을 유지하기 위한 시스템.10. The apparatus of claim 9, wherein the means for measuring light transmitted by the at least one optical sensor comprises means for time multiplex sampling. system. 제 1항에 있어서, 상기 전류를 조정하기 위한 수단은 제어 시스템(130)을 사용하여 선택된 발광 다이오드로의 전류를 조정하는 수단을 포함하는, 멀티칩 발광 다이오드 패키지로부터의 광 특성을 유지하기 위한 시스템.The system of claim 1, wherein the means for regulating current includes means for regulating current to a selected light emitting diode using control system 130. . 멀티칩 발광 다이오드(LED) 패키지로부터의 광 특성을 유지하기 위한 구조체로서,A structure for maintaining optical properties from a multichip light emitting diode (LED) package, 복수의 LED(150);A plurality of LEDs 150; 상기 복수의 LED로부터 나오는 일정양의 광을 수신하도록 배치된 적어도 1개의 밀폐함(105);At least one enclosure 105 disposed to receive a certain amount of light from the plurality of LEDs; 상기 복수의 LED로부터 나온 광을 측정하기 위해 상기 밀폐함에 배치된 적어도 1개의 광 센서(110); 및At least one optical sensor (110) disposed in the enclosure for measuring light from the plurality of LEDs; And 상기 측정된 광에 기초하여 상기 LED 칩으로의 전류를 제어하기 위해, 상기 LED 칩에 동작 가능하게 연결된 제어기(130)를 포함하는, 멀티칩 발광 다이오드 패키지로부터의 광 특성을 유지하기 위한 구조체.And a controller (130) operably connected to the LED chip for controlling current to the LED chip based on the measured light. 제 12항에 있어서, 적어도 1개의 온도 센서(120)와,At least one temperature sensor (120), 측정된 온도에 기초하여 상기 LED 칩으로의 전류를 제어하기 위해, 상기 LED 칩에 동작 가능하게 연결된 제어기를 더 포함하는, 멀티칩 발광 다이오드 패키지로부터의 광 특성을 유지하기 위한 구조체.And a controller operatively connected to the LED chip for controlling the current into the LED chip based on the measured temperature.
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