KR20160124928A - 온-보드 진단을 수행하는 led 기반 조명 모듈 - Google Patents

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KR20160124928A
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제라르드 하버스
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시카토, 인코포레이티드.
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Abstract

발광다이오드(LED) 기반 조명 모듈은 온-보드 진단을 수행한다. 예를 들면, 진단은 경과된 수명의 추정, 형광체의 열화, 열적 결함, LED의 결함, 또는 측정된 플럭스 또는 온도에 기초한 LED 전류의 조정을 포함한다. 경과된 수명은 온도, 전류, 및 상대습도와 같은 실제 동작 조건으로부터 도출된 가속 인자에 의해 누적된 동작 시간의 경과를 크기조정(scaling) 함으로써 추정될 수 있다. 형광체의 열화는 LED로부터의 펄스 광에 대한 형광체의 측정된 응답을 기초로 추정될 수 있다. 열적 결함은 기동 조건으로부터 모듈의 과도 응답을 사용하여 진단될 수 있다. LED의 결함은 측정된 순방향 전압에 기초하여 진단될 수 있다. LED를 위한 전류는 측정된 플럭스 값 및 전류 값과 플럭스 값들의 원하는 비율을 사용하여 조정될 수 있다. 또한, LED 전류는 측정된 온도에 기초하여 크기조정될 수 있다.

Description

온-보드 진단을 수행하는 LED 기반 조명 모듈{LED-BASED ILLUMINATION MODULE ON-BOARD DIAGNOSTICS}
본 발명은 발광다이오드(LED: Light Emitting Diodes)를 포함하는 조명 모듈에 관한 것이다.
이 출원은 2010년 6월 18일자 출원된 임시출원 제61/356,525호, 및 2011년 6월 15일자 출원된 미국 출원 제13/161,341호에 대한 우선권의 이익을 주장하며, 상기 특허문헌들의 전체 내용은 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.
일반 조명에서 LED의 사용이 더욱 선호되고 또한 확대되고 있다. LED를 포함하는 조명 장치는 일반적으로 대량의 방열과 특유한 전력 요구사항을 필요로 한다. 열 발산, 전력 요구사항, 또는 어떤 다른 고장, 예컨대 형광체의 열화, 정상 동작 조건 밖에서의 동작, LED 고장 등 부분적인 고장이라도 성능을 크게 저하시킬 수 있다.
그러나 일단 종래의 LED 기반 조명 디바이스가 설치되면 접근하기 어렵기 때문에, 조명 디바이스와 관련된 문제들은 보통 진단되거나 해결되지 않고 그 결과 성능이 저하되고 수명이 단축된다. 이의 개선이 필요하다.
발광다이오드(LED: light emitting diode) 기반 조명 모듈은 온-보드(on-board) 진단을 수행하는 것이 가능하다. 예를 들면, 진단은 경과된 수명의 추정, 형광체 코팅의 열화(degradation), 열적 결함, LED의 결함, 또는 측정된 플럭스 또는 온도에 기초한 LED 전류의 조정의 결정을 포함한다.
일 형태로서, 동작 조건의 공칭 값과 동작 조건의 실제 값에 기초하여 LED 기반 조명 모듈의 동작 기간에 대한 증분 가속 인자가 결정된다. 상기 증분 가속 인자에 적어도 부분적으로 기초하여 누적 가속 인자가 결정된다. 상기 누적 가속 인자를 가지고 상기 LED 기반 조명 모듈의 동작의 누적된 경과 시간을 조정하는(scaling) 것에 기초하여 상기 LED 기반 조명 모듈의 경과 수명이 추정된다.
또 다른 형태로서, LED 기반 조명 모듈의 LED로부터 방출된 광의 펄스에 대한 LED 기반 조명 모듈의 플럭스 세기 응답이 측정되고 LED 기반 조명 모듈 내의 형광체 코팅의 열화가 상기 플럭스 세기 응답에 기초하여 추정된다.
또 다른 형태, 기동 조건으로부터 LED 기반 조명 모듈을 조명하는 것에 대한 LED 기반 조명 모듈의 과도 응답이 측정되고 LED 기반 조명 모듈의 열적 결함이 실제 열적 결함 전에 상기 과도 응답에 기초하여 추정된다.
또 다른 형태로서, LED 기반 조명 모듈의 직렬 접속된 LED들의 순방향 전압이 측정되며, 상기 측정은 LED 기반 조명 모듈에 의해 수행된다. 상기 복수의 직렬 접속된 LED의 적어도 하나의 결함은 순방향 전압에 기초하여 추정되며, 상기 추정은 LED 기반 조명 모듈에 의해 수행된다.
또 다른 형태로서, 제1 전류 값에 의해 구동된 제1 LED에 의해 조명된 LED 기반 조명 모듈에 대해 제1 플럭스 세기 값이 측정되며, 제1 LED는 제1 컬러 특성을 갖는 광을 방출한다. 제2 전류 값에 의해 구동된 제2 LED에 의해 조명된 LED 기반 조명 모듈에 대해 제2 플럭스 세기 값이 측정되며, 제2 LED는 제2 컬러 특성을 갖는 광을 방출한다. 제1 플럭스 세기 값과 제1 전류 값에 기초하여 제3 전류 값이 결정되고, 제2 플럭스 세기 값, 제2 전류 값, 및 제2 LED의 플럭스 세기에 대한 제1 LED의 플럭스 세기의 미리 결정된 비율에 기초하여 제4 전류 값이 결정된다.
또 다른 형태로서, LED 기반 조명 모듈의 온도가 측정된다. 전류 환산계수((scaling factor)는 상기 온도에 기초하여 결정되며, 전류 환산계수는 제1 컬러 방출 특성을 갖는 제1 LED에 인가된 제1 전류 값을 제2 컬러 방출 특성을 갖는 제2 LED에 인가된 제2 전류 값에 관련시킨다. 제1 목표 전류 값은 상기 전류 환산계수와 제1 공칭 전류 값에 기초하여 결정된다.
도 1 및 도 2는 조명 디바이스, 반사체, 및 조명 고정체(light fixture)를 포함하는 2개의 조명 장치의 실시예를 도시하고,
도 3a는 도 1에 도시된 것과 같은 LED 기반 조명 디바이스의 구성 요소를 도시하는 분해도이고,
도 3b는 도 1에 도시된 것과 같은 LED 기반 조명 디바이스의 단면 사시도이고,
도 4는 도 2에 도시된 것과 같은 조명 장치의 절개도로서, 전기 인터페이스모듈이 LED 조명 디바이스와 조명 고정체 사이에 접속되어 있으며,
도 5는 전기 인터페이스 모듈의 개략적인 구성을 도시하고,
도 6은 전기 인터페이스 모듈 위의 LED 선택 모듈을 개략적으로 도시하고,
도 7은 전력이 공급된 LED에 의해 방출되는 플럭스의 양을 변경하기 위해 LED가 어떻게 스위치 온/오프 되는지 도시하고,
도 8은 적어도 하나의 센서와 적어도 하나의 전기 도체를 포함하는 반사체를 도시하고,
도 9는 컬러, 플럭스, 및 점용 센서들이 반사체 위에 위치될 수 있는 장소들을 도시하고,
도 10은 경과 시간 카운터 모듈을 포함하는 전기 인터페이스 모듈을 개략적으로 도시하는 구성도,
도 11은 조명 모듈에 대해 시간에 대한 전형적인 동작 온도 프로파일을 도시하고,
도 12는 조명 모듈에 대해 시간에 대한 전형적인 동작 전류 프로파일을 도시하고,
도 13은 조명 모듈에 대해 시간에 대한 전형적인 동작 상대 습도를 도시하고,
도 14는 실제 동작 조건에 기초하여 LED 기반 조명 모듈의 수명을 추정하는 방법을 도시하고,
도 15는 형광체 열화 검출 모듈을 포함하는 전기 인터페이스 모듈을 개략적으로 도시하고,
도 16은 마운팅 보드 위에 탑재된 플럭스 센서 및 청색 LED를 포함하는 일차(primary) 혼합 캐비티의 절개도를 도시하고,
도 17은 LED에 의해 측정된 LED로부터 방출된 광 펄스에 대한 전형적인 플럭스 세기 응답을 도시하고,
도 18은 LED로부터 방출된 광 펄스에 대한 모듈의 플럭스 세기 응답에 기초하여 조명 모듈의 캐비티에 포함된 형광체의 열화를 추정하는 전형적인 방법을 도시하고,
도 19는 열적 결함 조기 검출 모듈을 포함하는 전기 인터페이스 모듈을 개략적으로 도시하고,
도 20은 2개의 전형적인 측정된 온도 프로파일을 도시하고,
도 21은 2개의 전형적인 측정된 플럭스 프로파일을 도시하고,
도 22는 기동 시 온도 변화(temperature transient)의 분석에 기초하여 실제 손상 이전에 조명장치의 손상 가능성을 식별하는 방법을 도시하고,
도 23은 기동 시 플럭스 변화(flux transient)의 분석에 기초하여 실제 손상 이전에 조명장치의 손상 가능성을 식별하는 방법을 도시하고,
도 24는 일련의 LED의 순방향 전압의 측정에 기초하여 조명 모듈 내 LED의 손상을 식별하는 방법을 도시하고,
도 25는 컬러 튜닝 모듈을 포함하는 전기 인터페이스 모듈을 개략적으로 도시하고,
도 26a 및 도 26b는 적색 LED와 청색 LED가 탑재된 마운팅 보드를 도시하고,
도 27은 마운팅 보드 위의 복수의 플럭스 센서를 도시하고,
도 28은 마운팅 보드 표면의 다수의 위치로부터 플럭스 센서로 광을 조향하는 광도파관(optical waveguide)을 도시하고,
도 29a 및 도 29b는 모듈의 수명 동안 적색 LED와 청색 LED 사이에서 세기를 매칭하는 방법을 도시하고,
도 30은 온도보상 모듈을 포함하는 전기 인터페이스 모듈을 개략적으로 도시하고,
도 31은 패키지 온도의 범위에 대하여 적색 LED (AlInGaP)와 청색 LED의 상대 광속(luminous flux) 출력을 도시하고,
도 32는 동작 온도에 대하여 적색 LED와 청색 LED에 공급된 전류를 관련시키는 환산 계수(scaling factor)을 포함하는 표를 도시하고,
도 33은 모듈의 동작 온도 범위에 대하여 일관성있는 컬러 특성을 달성하기 위해 조명 모듈의 상이한 열(strings)의 LED들에 공급된 전류를 튜닝하는 방법을 도시하고,
도 34는 LED 기반 조명 모듈의 누적된 경과 시간이 문턱 값에 도달했는지 여부를 통신하는 방법을 도시하고,
도 35는 LED 기반 조명 모듈의 추정된 잔류 수명을 지시하는 경보를 통신하는 전형적인 방법을 도시하고,
도 36은 LED 기반 조명 모듈, LED 기반 조명 모듈에 통신 가능하게 접속된 컴퓨터, 및 컴퓨터와 상호작용하는 엔터티(entity)를 포함하는 시스템의 전형적인 실시예를 도시한다.
이제 몇몇 실시예와 배경이 되는 예를 도시하고 있는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 1 및 도 2는 2개의 조명 장치의 예를 도시한다. 도 1에 도시된 조명장치는 장방형 폼 팩터(form factor)를 갖는 조명 모듈(100)을 도시한다. 도 2에 도시된 조명 장치는 원형의 폼 팩터를 갖는 조명 모듈(100)을 포함한다. 이 예들은 설명을 위한 것이다. 일반적인 다각형 및 타원 형상의 조명 디바이스들의 예도 고려될 수 있다. 조명 장치(150)는 조명 모듈(100), 반사체(140), 및 조명 고정체(130)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 조명 고정체(130)는 히트 싱크이며, 따라서 때로는 히트 싱크(130)로 지칭된다. 그러나 조명 구조체(130)는 다른 구조적 및 장식적 엘리먼트들(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 반사체(140)는 조명 모듈(100)로부터 방출되는 광을 시준 또는 굴절시키기 위해 조명 모듈(100)에 장착된다. 반사체(140)는 알루미늄 또는 구리를 포함하는 재료와 같은 열적 전도성 재료로 만들어지거나 조명 모듈(100)에 열적으로 접속될 수 있다. 열은 조명 모듈(100) 및 열 전도성의 반사체(140)을 통해 전도에 의해 흐른다. 또한 열은 반사체(140) 위에서 열 대류에 의해 흐른다. 반사체(140)는 복합 파라볼라 칸선트레이터(compound parabolic concentrator)일 수 있으며, 칸선트레이터는 고반사성 재료로 만들어지거나 코팅될 수 있다. 확산기(diffuser) 또는 반사체(140)와 같은 광학 엘리먼트들은, 예컨대 나사(threads), 클램프(clamp), 트위스트-락 장치(twist-lock mechanism), 또는 다른 적당한 장치에 의해 조명 모듈(100)에 분리 가능하게 연결될 수 있다. 조명 모듈(100)을 포함하는 조명장치(150)는 또한 레트로핏(retrofit) 램프일 수 있다.
조명 모듈(100)은 조명 고정체(130)에 장착된다. 도 1 및 도 2에 도시된 것처럼, 조명 모듈(100)은 히트 싱크(130)에 장착된다. 히트 싱크(130)는 알루미늄 또는 구리를 포함하는 재료와 같은 열 전도성 재료로 만들어질 수 있고 조명 모듈(100)에 열적으로 결합될 수 있다. 열은 전도에 의해 조명 모듈(100)과 열 전도성의 히트 싱크(130)를 통해서 흐른다. 또한 열은 히트 싱크(130) 위에서 열 대류에 의해 흐른다. 조명 모듈(100)은 히트 싱크(130)에 조명 모듈(100)을 결합하는 스크류 나사(screw threads)에 의해 히트 싱크(130)에 부착될 수 있다. 조명 모듈(100)의 용이한 설치 및 제거를 가능하게 하기 위해, 조명 모듈(100)은 예컨대, 클램프 장치, 트위스트-락 장치, 또는 다른 적당한 장치에 의해, 히트 싱크(130)에 제거 가능하게 결합될 수 있다. 조명 모듈(100)은 히트 싱크(130)에 열적으로, 예컨대 서멀 그리스(thermal grease), 서멀 테이프, 서멀 패드, 또는 서멀 에폭시를 사용하여 또는 직접적으로 접속되는 적어도 하나의 열적 전도성 표면을 포함한다. LED의 적절한 냉각을 위해, 보드 위 LED들로의 전기 에너지 흐름 1와트 당 적어도 50 제곱 밀리미터, 바람직하게는 100 제곱 밀리미터의 열적 접촉 영역이 사용되어야 한다. 예를 들면, 20개의 LED가 사용되는 경우에, 1000 내지 2000 제곱 밀리미터 히트싱크 접촉 영역이 사용되어야 한다. 더 큰 히트 싱크(130)를 사용하면 더 높은 파워에서 LED(102)가 구동되는 것이 가능하고, 또한 다양한 히트 싱크 디자인을 허용한다. 또한, 강제 냉각을 위한 팬 또는 다른 수단들이 디바이스로부터 열을 제거하기 위해 사용될 수 있다. 하부 히트 싱크는 조명 모듈(100)에 전기 접속이 만들어질 수 있도록 애퍼처(aperture)를 포함할 수 있다.
도 3a는 도 1에 도시된 LED 조명 모듈(100)의 구성요소들을 도시하는 분해도이다. 본 명세서에 있어서 LED 조명 디바이스는 LED가 아니고, LED 광원 또는 고정체 또는 LED 광원 또는 고정체의 구성요소 부분이라는 것을 유념해야 한다. LED 조명 모듈(100)은 하나 이상의 LED 다이 또는 패키징된 LED들 및 LED 다이 또는 패키징된 LED들이 부착되는 마운팅 보드를 포함한다. 도 3b는 도 1에 도시된 LED 조명 모듈(100)의 단면 사시도이다. LED 조명 모듈(100)은 마운팅 보드(104)에 탑재된 LED(102)와 같은 하나 이상의 고체 상태 발광 요소들을 포함한다. 마운팅 보드(104)는 마운팅 베이스(101)에 부착되고 마운팅 보드 고정링(103)에 의해 제자리에 고정된다. 또한, LED(102)가 탑재된 마운팅 보드(104)와 마운팅 보드 고정링(103)은 광원 서브-어셈블리(115)를 구성한다. 광원 서브-어셈블리(115)는 LED(102)를 사용하여 전기 에너지를 광으로 변환한다. 광원 서브-어셈블리(115)로부터 방출된 광은 색 혼합 및 색 변환을 위해 광 변환 서브-어셈블리(116)에 조향된다. 광 변환 서브-어셈블리(116)는 캐비티 바디(105) 및 출력창(108)을 포함하고, 선택사항으로 하부 반사체 인서트(insert)(106) 및 측벽 인서트(107) 중 적어도 하나를 포함한다. 출력창(108)은 캐비티 바디(105)의 상부에 고정된다. 캐비티 바디(105)는 내부 측벽들을 포함하고, 이 내부 측벽들은 캐비티 바디(105)가 광원 서브-어셈블리(115) 위에 탑재되는 경우 LED(102)로부터 출력창(108)으로 광을 조향한다. 하부 반사체 인서트(106)는 선택적으로 마운팅 보드(104) 위에 배치되어도 좋다. 하부 반사체 인서트(106)는 각 LED(102)의 광 방출 부분이 하부 반사체 인서트(106)에 의해 차단되지 않도록 구멍들을 포함한다. 측벽 인서트(107)는 선택사항으로, 캐비티 바디(105)가 광원 서브-어셈블리(115) 위에 탑재되는 경우 측벽 인서트(107)의 내부면들이 광을 LED(102)로부터 출력창(108)으로 조향하도록, 캐비티 바디(105) 내부에 배치될 수 있다. 도시된 바와 같이, 캐비티 바디(105)의 내부 측벽들은 조명 모듈(100)의 위에서 볼 때 형상이 장방형이지만, 다른 형상들도 생각할 수 있다(예컨대, 클로버 형상 또는 다각형). 또한, 캐비티 바디(105)의 내부 측벽들은 도시된 것처럼 출력창(108)에 수직이 아니라 마운팅 보드(104)로부터 출력창(108)으로 외측으로 점점 가늘어질 수 있다.
이 실시예에서, 측벽 인서트(107), 출력창(108), 및 마운팅 보드(104)에 배치된 하부 반사체 인서트(106)는 LED 조명 모듈(100)에서 광 혼합 캐비티(109)를 구획하며, LED(102)로부터 방출된 광의 일부는 출력창(108)을 통해 나갈 때까지 그 내부에서 반사된다. 출력창(108)을 통해 나가기 전에 캐비티(109) 내에서 광을 반사하는 것은 광을 혼합하는 효과가 있고 LED 조명 모듈(100)로부터 방출되는 광의 더욱 균일한 분포를 제공한다. 측벽 인서트(107)의 부분들은 파장 변환 재료로 코팅될 수 있다. 또한, 출력창(108)의 부분들은 동일하거나 상이한 파장 변환 재료로 코팅될 수 있다. 또한, 하부 반사체 인서트(106)의 부분들은 동일하거나 상이한 파장 변환 재료로 코팅되어도 좋다. 이들 재료의 광 변환 특성과 캐비티(109) 내에서 광의 혼합에 의해 출력창(108)에 의해 색 변환된 광이 출력된다. 파장 변환 재료의 화학적 특성과 캐비티(109)의 내부면들 위의 코팅재의 기하구조 특성(예컨대, 레이어 두께, 형광체 입자 크기, 형광체 혼합물, 및 입자 밀도)을 조정함으로써, 출력창(108)에 의해 출력되는 광의 고유한 색 특성들, 예컨대 컬러 포인트, 색 온도, 및 연색지수(CRI: color rendering index)가 지정될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 파장 변환 재료는 임의의 단일 화학적 화합물이거나 색 변환 기능을 수행하는, 예컨대 한 피크 파장의 광을 흡수하고 또 다른 피크 파장에서 광을 방출하는, 다양한 화학적 화합물들의 혼합물이다.
캐비티(109)는 LED(102)가 비고체 재료 내로 광을 방출하도록, 예컨대 공기 또는 불활성 가스와 같은 비고체 재료로 충전될 수 있다. 예로서, 캐비티는 밀폐될 수 있고 캐비티를 충전하기 위해 아르곤 가스가 사용될 수 있다. 대안으로, 질소가 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 캐비티(109)는 고체 충전물(encapsulent)재료로 충전될 수 있다. 예를 들면, 캐비티를 충전하기 위해 실리콘이 사용될 수 있다.
LED(102)는 상이한 색이나 동일한 색을 직접 방출에 의해 또는, 예를 들면 형광층들이 LED 패키지의 일부로서 LED에 도포되는 경우 형광체 변환에 의해 방출하는 것이 가능하다. 따라서, 조명 모듈(100)은 적색, 녹색, 청색, 황색, 또는 청록색(cyan)과 같은 유색 LED(102)의 임의의 조합을 사용하거나, LED(102)는 모두 동일한 색의 광을 생성하거나 백색 광을 생성할 수 있다. 예를 들면, LED(102)는 모두 청색 광 또는 UV 광 어느 하나를 방출할 수 있다. 형광체(또는 다른 파장 변환 수단)와 함께 사용되는 경우, 형광체는 조명 모듈(100)의 출력 광이 원하는 색상을 갖도록, 예컨대 출력창(108) 내 또는 위에 있거나, 캐비티 바디(105)의 측벽에 도포되거나, 캐비티의 내부에 배치된 다른 구성요소들(도시되지 않음)에 도포될 수 있다.
마운팅 보드(104)는 부착된 LED(102)에 대해 전원(도시되지 않음)으로의 전기 접속을 제공한다. 일 실시예에서, LED(102)는 Philips Lumileds Lighting에 의해 제조된 Luxeon Rebel과 같은 패키징된 LED이다. OSRAM(Ostar 패키지), Luminus Devices(미국), Cree(미국), Nichia(일본), 또는 Tridonic(오스트리아)와 같은 다른 타입의 패키징된 LED도 사용될 수 있다. 본 명세서에 있어서, 패키징된 LED는 와이어 본드 접속(wire bond connections) 또는 스터드 범프(stud bump)와 같은 전기 접속을 포함하는 하나 이상의 LED 다이(die)의 어셈블리이고 광학 소자와 열적, 기계적 및 전기적 인터페이스들을 포함할 수도 있다. LED(102)는 LED 칩들 위에 렌즈를 포함할 수 있다. 대안으로, 렌즈가 없는 LED가 사용될 수도 있다. 렌즈가 없는 LED는 형광체를 포함하는 보호층을 포함할 수 있다. 형광체는 바인더 내 분산재로서 도포되거나, 별도의 층으로서 적용될 수 있다. 각 LED(102)는 하나 이상의 LED 칩 또는 다이를 포함하며, 이것은 서브마운트 위에 탑재된다. LED 칩은 통상 약 1mm x 1mm x 0.5 mm의 크기를 갖지만, 이 치수들은 변할 수 있다. 어떤 실시예에 있어서는, LED(102)는 다수의 칩들을 포함할 수 있다. 다수의 칩들은 유사하거나 상이한 색, 예컨대 적색, 녹색, 및 청색을 방출하는 것이 가능하다. LED(102)는 편광 또는 비편광을 방출하며 LED 기반 조명 모듈(100)은 임의의 조합의 편광 또는 비편광 LED를 사용할 수 있다. 어떤 실시예에 있어서는, LED(102)는 청색 또는 UV 광을 방출하는데 이는 이들 파장 범위에서 방출하는 LED의 효율 때문이다. 또한, 다양한 형광체층이 동일한 서브마운트 위의 상이한 칩들 위에 도포될 수 있다. 상기 서브마운트는 세라믹 또는 다른 적당한 재료가 될 수 있다. 서브마운트는 통상 마운팅 보드(104) 위의 접점들에 결합되는 전기 접촉 패드들을 하부면 위에 포함한다. 대안으로, 칩들을 마운팅 보드에 전기적으로 접속하는데 전기적 본드 와이어들이 사용될 수 있다. 전기적 접촉 패드들과 함께, LED(102)는 서브마운트의 하부면 위에 열적 접촉 영역을 포함하여 이것을 통해 LED 칩들에 의해 발생된 열이 배출될 수 있다. 상기 열 접촉 영역들은 마운팅 보드(104) 위의 열 확산층들에 결합된다. 열 확산층들은 마운팅 보드(104)의 상부, 하부 또는 중간층의 어디에나 배치될 수 있다. 열 확산 층들은 상부, 하부 또는 중간층의 어느 것이라도 접속하는 바이어(vias)에 의해 접속될 수 있다.
어떤 실시예에서는, 마운팅 보드(104)는 LED(102)에 의해 발생된 열을 보드(104)의 측면들과 보드(104)의 바닥에 전도한다. 일 실시예에서, 마운팅 보드(104)의 하부는 마운팅 베이스(101)를 경유하여 (도 1 및 도 2에 도시된) 히트 싱크(130)에 열적으로 접속될 수 있다. 다른 실시예들에서, 마운팅 보드(104)는 히트 싱크, 또는 조명 고정체 및/또는 팬과 같은 열을 발산시키기 위한 다른 장치에 직접 접속될 수 있다. 어떤 실시예에 있어서는, 마운팅 보드(104)는 보드(104)의 상부에 열적으로 접속된 히트 싱크에 열을 전도한다. 예를 들면, 마운팅 보드 고정링(103)과 캐비티 바디(105)는 마운팅 보드(104)의 상부면으로부터 열을 전도 발산시킬 수 있다. 마운팅 보드(104)는, 예를 들면 두께가 0.5mm이고 30㎛ ~ 100㎛의 비교적 두꺼운 구리층을 열적 접촉 영역으로서 역할을 하는 상부면 및 하부면 위에 갖는 FR4 보드일 수 있다. 다른 실시예들에서, 보드(104)는 금속 코어 인쇄회로기판(PCB)이거나 적당한 전기 접속부를 갖는 세라믹 서브마운트일 수 있다. 알루미나(세라믹 형태의 산화 알루미늄), 또는 질화 알루미늄(역시 세라믹 형태)으로 만들어진 다른 타입의 보드들이 사용될 수 있다.
마운팅 보드(104)는 LED(102) 위의 전기 패드들이 접속되는 전기 패드들을 포함한다. 전기 패드들은 금속 (예컨대, 구리) 트레이스에 의해 와이어, 브리지 또는 다른 외부 전원이 접속되는 접점에 전기적으로 접속된다. 어떤 실시예들에서는, 전기 패드들은 보드(104)를 관통하는 바이어(vias)일 수 있으며 전기 접속은 보드의 반대 측면, 즉 하부 위에 만들어진다. 도시된 바와 같이 마운팅 보드(104)는 장방형의 차원을 갖는다. 마운팅 보드(104)에 탑재된 LED(102)는 장방형 마운팅 보드(104) 위에 다양한 구성으로 배열될 수 있다. 일 실시예에서 LED(102)는 마운팅 보드(104)의 길이 방향의 행과 폭 방향의 열로 배열된다. 또 다른 예에서, LED(102)들은 육각형의 밀집된 구조로 배열된다. 그와 같은 배열에서 각 LED는 인접한 것들로부터 동일한 거리에 있다. 그와 같은 배열은 광원 서브-어셈블리(115)로부터 방출된 광의 균일성과 효율을 증가시키기 위해 바람직하다.
도 4는 도 2에 도시된 것과 같은 조명장치(150)의 절개도를 도시한다. 반사체(140)는 조명 모듈(100)에 제거 가능하게 결합된다. 반사체(140)는 트위스트-락 장치에 의해 조명 모듈(100)에 결합된다. 반사체(140)는 반사체 고정링(110)의 개구를 통해 반사체(140)가 디바이스(100)에 접촉하도록 함으로써 디바이스(100)과 정렬된다. 반사체(140)는 광학 축(OA: optical axis)에 대하여 반사체(140)를 체결 위치까지 회전시킴으로써 디바이스(100)에 결합된다. 체결 위치에서, 반사체(140)는 마운팅 보드 고정링(103)과 반사체 고정링(110) 사이에 억압된다. 체결 위치에서, 반사체(140)의 열적 계면(140표면)과 마운팅 보드 고정링(103) 사이에 계면 압력이 생성될 것이다. 이런 방식으로, LED(102)에 의해 발생된 열은 마운팅 보드(104)를 경유하고 마운팅 보드 고정링(103)과 계면(140표면)을 통과하여 반사체(140)로 전도될 것이다. 또한, 복수의 전기 접속이 반사체(140)와 고정링(103) 사이에 형성될 것이다.
조명 모듈(100)은 전기적 인터페이스 모듈(EIM: electrical interface module)(120)을 포함한다. 도시된 것과 같이, EIM(120)은 고정 클립(137)들에 의해 조명 모듈(100)로 제거 가능하게 부착될 것이다. 다른 실시예에서, EIM(120)은 EIM(120)을 마운팅 보드(104)에 결합하는 전기 커넥터에 의해 조명 모듈(100)에 제거 가능하게 부착될 수도 있다. EIM(120)은 또한 다른 체결 수단, 예컨대 나사 체결구(screw fastener), 리벳(rivet), 또는 스냅-핏(snap-fit) 커넥터에 의해 조명 모듈(100)에 결합될 수도 있다. 도시된 바와 같이 EIM(120)은 조명 모듈(100)의 캐비티 내부에 위치된다. 이 방식에서, EIM(120)은 조명 모듈(100)에 내에 포함되고 조명 모듈(100)의 하부로부터 접근이 가능하다. 다른 실시예에서, EIM(120)은 조명 고정체(130)로부터의 전기 신호를 조명 모듈(100)에 전송한다. 전기 전도체(132)는 조명 고정체(130)와 전기 커넥터(133)에서 접속된다. 예를 들면, 전기 커넥터(133)는 네트워크 통신 응용에서 흔히 사용되는 RJ 커넥터일 수 있다. 다른 예에서, 전기 전도체(132)는 나사 또는 클램프에 의해 조명 고정체(130)에 결합될 수 있다. 다른 예에서, 전기 전도체(132)는 제거 가능한 슬립-핏(slip-fit) 전기 커넥터에 의해 조명 고정체(130)에 결합될 수도 있다. 커넥터(133)는 전도체(134)들에 접속된다. 전도체(134)들은 EIM(120)에 탑재된 전기 커넥터(121) 제거 가능하게 접속된다. 유사하게, 전기 커넥터(121)는 RJ 커넥터 또는 임의의 적당한 제거 가능한 전기 커넥터일 수 있다. 커넥터(121)는 EIM(120)에 고정적으로 결합된다. 전기 신호(135)는 전도체(132), 전기 커넥터(133), 전도체(134) 및 전기 커넥터(121)를 거쳐 EIM(120)에 전달된다. 전기 신호(135)는 파워 신호 및 데이터 신호를 포함할 수 있다. EIM(120)은 전기 신호(135)를 전기 커넥터(121)로부터 EIM(120)의 적당한 전기 접촉 패드로 경로 설정한다. 예를 들면, EIM(120) 내의 전도체(139)는 커넥터(121)를 EIM(120)의 상부면 위의 전기 접촉 패드(170)에 접속할 수 있다. 대안으로, 커넥터(121)는 EIM(120)에서 전기 접촉 패드(170)와 동일한 측면 위에 탑재될 수 있고, 따라서 하나의 표면 전도체가 커넥터(121)를 전기 접촉 패드(170)에 접속할 수 있다. 도시된 예에서, 스프링 핀(122)들은 접촉 패드(170)들을 마운팅 베이스(101)의 애퍼처(138)을 통해 마운팅 보드(104)에 제거 가능하게 접속한다. 스프링 핀들은 EIM(120)의 상부면 위에 배치된 접촉 패드들을 마운팅 보드(104)의 접촉 패드들에 접속한다. 이런 방식으로, 전기 신호들은 EIM(120)으로부터 마운팅 보드(104)로 전달된다. 마운팅 보드(104)는 LED(102)를 마운팅 보드(104)의 접촉 패드들에 적절히 접속하기 위한 전도체를 포함한다. 이런 방식으로, 전기 신호는 마운팅 보드(104)로부터 적절한 LED(102)에 전달되어 광을 발생시킨다. EIM(120)은 인쇄회로기판(PCB), 금속 코어 PCB, 세라믹 기판, 또는 반도체 기판으로 제작될 수 있다. 알루미나(세라믹 형태의 알루미늄 산화물), 또는 알루미늄 질화물(역시 세라믹 형태)로 만들어진 것과 같은 다른 타입의 보드가 사용될 수 있다. EIM(120)은 복수의 삽입 성형된(insert molded) 금속 전도체를 포함하는 플라스틱 부품으로서 제작될 수 있다.
마운팅 베이스(101)는 조명 고정체(130)에 교체 가능하게 결합된다. 도시된 예에서, 조명 고정체(130)는 히트 싱크로서 작동한다. 마운팅 베이스(101) 및 조명 고정체(130)는 열적 계면(136)에서 서로 결합된다. 열적 계면(136)에서, 마운팅 베이스(101)의 일부와 조명 고정체(130)의 일부는 조명 모듈(100)이 조명 고정체(130)에 결합될 때 접촉하게 된다. 이런 방식으로, LED(102)에 의해 발생된 열은 마운팅 보드(104)를 경유해서 마운팅 베이스(101)와 계면(136)을 거쳐 조명 고정체(130)로 전도될 수 있다.
조명 모듈(100)을 제거 및 교체하기 위해, 조명 모듈(100)은 조명 고정체(130)로부터 분리되고 전기 커넥터(121)는 분리된다. 일 예에서, 전도체(134)는 조명 모듈(100)과 조명 고정체(130) 사이에 충분한 분리를 허용하기에 충분한 길이를 포함하여 조작자가 커넥터(121)를 분리하기 위해 조명 고정체(130)와 조명 모듈(100) 사이에 도달하는 것을 가능하게 한다. 또 다른 예에서, 커넥터(121)는 조명 고정체(130)로부터 조명 모듈(100)의 이동이 커넥터(121)를 분리하는 작용을 하도록 배열될 수 있다. 또 다른 예에서, 전도체(134)는 스프링-고정된 릴 주위에 감긴다. 이 방식에서, 전도체(134)는 커넥터(121)의 접속 및 해제를 허용하기 위해 릴로부터 풀어서 연장될 수 있으며, 그 다음 전도체(134)는 스프링-고정된 릴의 작용에 의해 릴에 전도체(134)를 감아서 복귀될 수 있다.
도 5는 EIM(120)을 더욱 상세하게 도시하는 개략적인 구성도이다. 도시된 실시예에서, EIM(120)은 버스(21), 전원공급 장치 인터페이스 컨트롤러(PDIC: powered device interface controller)(34), 프로세서(22), 경과시간 카운터 모듈(ETCM: elapsed time counter module)(27), 비휘발성 메모리(26)(예컨대, EPROM), 비휘발성 메모리(23)(예컨대, 플래시 메모리), 적외선 송수신기(25), RF 송수신기(24), 파워 컨버터(30), 및 LED 선택 모듈(40)을 포함한다. LED 마운팅 보드(104)는 플럭스 센서(36), LED(102)를 포함하는 LED 회로(33), 및 온도 센서(31)를 포함한다. EIM(120)은 또한 조명 고정체(130)에 탑재된 플럭스 센서(32)및 점용 센서(occupancy sensor)(35)에 접속된다. 어떤 실시예에서는, 플럭스 센서(32) 및 점용 센서(35)는 도 8과 관련하여 설명된 반사체(140)와 같은 광학기기에 탑재될 수도 있다. 어떤 실시예에서는, 점용 센서는 또한 마운팅 보드(104)에 탑재될 수도 있다. 어떤 실시예에서는, 가속도계, 압력 센서, 및 습도 센서 중 하나 이상이 마운팅 보드(104)에 탑재될 수 있다. 예를 들면, 가속도계는 중력장과 관련하여 조명 모듈(100)의 방위를 검출하기 위해 부가될 수 있다. 다른 예에서, 가속도계는 조명 모듈(100)의 작동 환경에 존재하는 진동의 측정치를 제공할 수 있다. 또 다른 예에서, 조명 모듈(100)의 작동 환경의 수분 함량의 측정치를 제공하기 위해 습도 센서가 부가될 수 있다. 예를 들면, 조명 모듈(100)이 습한 조건에서 신뢰성 있게 작동하기 위해 밀봉되는 경우, 습도 센서는 조명 디바이스의 밀폐와 오염의 장애를 검출하기 위해 채용될 수 있다. 또 다른 예에서, 조명 모듈(100)의 작동 환경의 압력의 측정치를 제공하기 위해 압력 센서가 채용될 수 있다. 예를 들면, 조명 모듈(100)이 밀봉 및 배기되거나, 또는 밀봉 및 가압되는 경우, 밀폐의 고장을 검출하기 위해 압력 센서가 채용될 수 있다.
PDIC(34)는 커넥터(121)에 접속되고 전도체(134)를 통해 전기 신호(135)를 수신한다. 일 예에서, PDIC(34)는 다수-전도체 배선(예컨대, 캐티고리 5e 케이블)을 통해 파워 및 데이터 신호들을 전송하기 위한 IEEE 802.3 프로토콜을 따르는 장치이다. PDIC(34)는 수신 신호(135)를 버스(21)에 전달되는 데이터 신호(41)와 IEEE 802.3 프로토콜에 따라 파워 컨버터(30)에 전달되는 파워 신호(42)로 분리한다. 어떤 실시예에서는, 모듈(100)에 대한 전원은 백업 애플리케이션을 위한 또는 솔라 애플리케이션을 위한 배터리가 될 수 있다. 파워 컨버터(30)는 회로(33)의 하나 이상의 LED 회로를 구동하기 위한 전기 신호를 생성하기 위해 파워 변환을 수행한다. 어떤 실시예에서는, 파워 컨버터(30)는 미리 정해진 전압 범위 내에서 LED 회로에 통제된 전류량을 제공하기 위해 전류 제어 모드에서 동작한다. 어떤 실시예에서는, 파워 컨버터(30)는 DC-DC 파워 컨버터이다. 이들 실시예에서, 파워 신호(42)는 IEEE 802.3 표준에 따라서 48 볼트의 명목 전압을 갖는다. 파워 신호(42)들은 DC-DC 컨버터(30)에 접속된 각 LED 회로의 전압 요구사항을 충족하는 전압 레벨로 DC-DC 파워 컨버터에 의해 전압 강하된다.
어떤 실시예에서는, 파워 컨버터(30)는 AC-DC 파워 컨버터이다. 다른 실시예에서, 파워 컨버터(30)는 AC-AC 컨버터이다. AC-AC 파워 컨버터(30)를 채용하는 실시예에서, 마운팅 보드(104)에 탑재된 LED(102)는 AC 전기 신호로부터 광을 생성한다. 파워 컨버터(30)는 싱글-채널 또는 멀티-채널일 수 있다. 파워 컨버터(30)의 각 채널은 직렬 연결된 LED들의 한 LED 회로에 전력을 공급한다. 일 실시예에서 파워 컨버터(30)는 정전류 모드에서 동작한다. 이것은 특히 LED들이 전기적으로 직렬 접속된 경우에 유용하다. 다른 실시예에서, 파워 컨버터(30)는 정전압원으로서 동작할 수 있다. 이것은 LED들이 전기적으로 병렬로 접속된 경우 특히 유용하다.
도시된 것처럼, 파워 컨버터(30)는 파워 컨버터 인터페이스(29)에 접속된다. 이 실시예에서, 파워 컨버터 인터페이스(29)는 D/A 성능을 포함한다. 프로세서(22)의 동작에 의해 디지털 명령이 생성되고 버스(21)를 통해 파워 컨버터 인터페이스(29)에 전송될 수 있다. 파워 컨버터 인터페이스(29)는 디지털 명령 신호를 아날로그 신호로 변환하고 생성된 아날로그 신호를 파워 컨버터(30)에 전송한다. 파워 컨버터(30)는 수신된 아날로그 신호에 응답하여 접속된 LED 회로에 전송되는 전류를 조정한다. 어떤 예에서는, 파워 컨버터(30)는 수신된 신호에 응답하여 작동을 중단할 수 있다. 다른 예에서, 파워 컨버터(30)는 수신된 아날로그 신호에 응답하여 접속된 LED 회로에 전송된 전류를 펄스로 만들거나(pulse) 또는 변조할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 파워 컨버터(30)는 디지털 명령 신호를 직접 수신할 수 있다. 이들 실시예에서, 파워 컨버터(30)는 신호를 전송할 수 있다. 예를 들면, 파워 컨버터(30)는 정전 상태 또는 파워 장애 상태를 나타내는 신호를 파워 컨버터 인터페이스(29)를 통해 버스(21)에 전송할 수 있다.
EIM(120)은 조명 모듈(100)에 통신 가능하게 접속된 장치들과의 사이에 데이터를 송수신하기 위한 몇 개의 메커니즘을 포함한다. EIM(120)은 PDIC(34), RF 송수신기(24), 및 적외선(IR) 송수신기(25)를 통해 데이터를 송수신할 수 있다. 또한, EIM(120)은 조명 모듈(100)로부터 출력된 광을 제어함으로써 데이터를 브로드캐스팅(broadcasting) 할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(22)는 파워 컨버터(30)에 의해 공급된 전류가 LED 회로(33)의 광 출력을 주기적으로 플래시(flash)하거나 아니면 주파수 또는 진폭 변조하도록 명령할 수 있다. 펄스들은, 조명 모듈(100)에 의해 출력된 광을, 예컨대 분당 3개의 1초간 펄스 시퀀스로 플래시하여, 눈으로 감지될 수 있다. 펄스는 또한 눈으로 감지되지 않을 수도 있지만, 플럭스 검출기에 의해, 예컨대 조명 모듈(100)에 의해 출력된 광을 1 kHz로 펄싱(pulsing)하여 검출될 수 있다. 이들 실시예에서, 조명 모듈(100)의 광 출력은 코드(code)를 표시하기 위해 변조될 수 있다. 전술한 수단의 어느 하나에 의해 EIM(120)에 의해 전송된 정보의 예는 조명 디바이스의 누적된 경과 시간, LED 장애, 일련 번호, 점용 센서(35)에 의해 감지된 점용, 탑재된 플럭스 센서(36)에 의해 감지된 플럭스, 플럭스 센서(32)에 의해 감지된 플럭스, 및 온도 센서(31)에 의해 감지된 온도, 모듈(100)의 추정된 수명, 수명 경보, 형광체 응답 측정 데이터, 형광체 퇴조 경보, 조명장치(150)의 열적 결함, 및 정전 상태를 포함한다. 또한, EIM(120)은 조명 모듈(100)에 파워를 공급하는 전기 신호의 변조(modulation) 또는 순환(cycling)을 감지함으로써 메시지를 수신할 수 있다. 예를 들면, 파워 라인 전압은 조명 모듈(100)에 그 일련 번호의 전송 요청을 나타내기 위해 1분에 3회 순환된다.
도 6은 LED 선택 모듈(40)을 더욱 상세히 도시하는 도면이다. 도면에서, LED 회로(33)는 직렬 접속된 LED(55-59)를 포함하며, 이것들은 LED 선택 모듈(40)에 접속된다. LED 회로(33)는 5개의 직렬 접속된 LED를 포함하지만, 그 이상 또는 이하의 LED를 포함하는 것이 가능하다. 또한, LED 보드(104)는 LED가 직렬 접속된 둘 이상의 회로를 포함하는 것도 가능하다. 도면에서, LED 선택 모듈(40)은 5개의 직렬 접속된 스위칭 엘리먼트(44-48)를 포함한다. 스위칭 엘리먼트의 각 리드는 LED 회로(33)의 LED의 각 대응하는 리드에 접속된다. 예를 들면, 스위칭 엘리먼트(44)의 제1 리드는 전압 노드(49)에서 LED(55)의 애노드에 접속된다. 또한, 스위칭 엘리먼트(44)의 제2 리드는 전압 노드(50)에서 LED(55)의 캐소드에 접속된다. 마찬가지로 스위칭 엘리먼트(45-48)는 LED(55-58)에 각각 접속된다. 또한, 파워 컨버터(30)의 출력 채널은 전류(60)를 전도하는 전류 루프(61)를 형성하는 전압 노드(49, 54) 사이에 접속된다. 어떤 실시예에서는, 스위칭 엘리먼트(44-48)는 트랜지스터일 수 있다(예컨대, 바이폴라 접한 트랜지스터 또는 전계 효과 트랜지스터).
LED 선택 모듈(40)은 파워 컨버터(30)의 채널에 접속된 LED 회로(33)의 LED들에 선택적으로 전원을 공급한다. 예를 들면, 열린 위치에서, 스위칭 엘리먼트(44)는 전압 노드(49, 50) 사이에 실질적으로 전류를 전도하지 않는다. 이 방식에서, 전압 노드(49)로부터 전압 노드(50)로 흐르는 전류(60)는 LED(55)를 통과한다. 이 경우에, LED(55)는 스위칭 엘리먼트(44)보다 실질적으로 더 낮은 저항의 전도 경로를 제공하므로, 전류는 LED(55)를 통과하고 광이 발생된다. 이와 같이 스위칭 엘리먼트(44)는 LED(55)의 "스위치-온(switch on)" 작용을 한다. 예를 들면, 닫힌 위치에서, 스위칭 엘리먼트(47)는 실질적으로 통전한다. 전류(60)는 전압 노드(52)로부터 스위칭 엘리먼트(47)를 통해 노드(53)로 흐른다. 이 경우에, 스위칭 엘리먼트(47)는 LED(47)보다 실질적으로 더 낮은 저항의 전도 경로를 제공하므로, 전류(60)는 LED(57)가 아니라 스위칭 엘리먼트(47)를 통해 흐르고, LED(57)는 광을 발생하지 않는다. 이와 같이 스위칭 엘리먼트(47)는 LED(58)의 "스위치-오프(switch off)" 작용을 한다. 설명된 방식으로, 스위칭 엘리먼트(44-48)는 LED(55-59)에 선택적으로 전원을 공급한다.
2진 제어 신호(SEL[5:1])가 LED 선택 모듈(40)에 수신된다. 제어 신호(SEL[5:1])는 스위칭 엘리먼트(44-48) 각각의 상태를 제어하여, LED(55-59) 각각의 "스위치-온" 또는 "스위치-오프"를 결정한다. 일 실시예에서, 제어 신호(SEL)는 EIM(120)에 의해 검출된 조건(예컨대, 플럭스 센서(36)에 의해 감지된 플럭스의 감소)에 응답하여 프로세서(22)에 의해 발생된다. 다른 실시예에서, 제어 신호(SEL)는 EIM(120)에 수시된 명령 신호(예컨대, RF 송수신기(24), IR 송수신기(25) 또는 PDIC(34)에 의해 수신된 통신)에 응답하여 프로세서(22)에 의해 발생된다. 또 다른 실시예에서, 제어 신호(SEL)는 LED 조명 디바이스의 탑재된 제어기로부터 전송된다.
도 7은 LED 회로(33)의 통전 LED들에 의해 방출된 플럭스의 양을 변경하기 위해 LED들이 어떻게 스위치 온 및 오프되는 지 도시한다. 전류(60)는 LED 회로(33)의 통전 LED들에 의해 방출된 광속에 대해 도시된다. LED(55-59)의 물리적 제한으로 인해, 전류(60)는 최대 전류 레벨(Imax)로 제한되며, 이 레벨 위에서 수명은 현저히 제한된다. 일 예에서, Imax는 0.7 암페어이다. 일반적으로 LED(55-59)는 광속과 구동 전류 사이에 선형 관계를 보여준다. 도 7은 4개의 경우에 대해 구동 전류의 함수로서 방출된 광속을 도시한다: 즉, 하나의 LED가 "스위치-온" 되는 경우, 2개의 LED가 "스위치-온" 되는 경우, 3개의 LED가 "스위치-온" 되는 경우, 및 4개의 LED가 "스위치-온" 되는 경우이다. 일 예에서, 광 출력(L3)은 3개의 LED를 스위치-온 시키고 그것들을 Imax로 구동하여 달성될 수 있다. 대안으로, 광 출력(L3)은 4개의 LED를 스위치-온 시키고 그것들을 더 적은 전류로 구동하여 달성될 수도 있다. 일정 기간 동안 감소된 양의 광이 필요한 경우(예컨대, 약한 레스토랑 조명), 광 선택 모듈(40)은 단순히 전류 세기를 조정하기보다 LED를 선택적으로 "스위치-오프"시키기 위해 사용될 수 있다. 이것은 선택된 기간 동안 LED를 동작시키기 않음으로써 조명 고정체의 "스위치-오프" 된 LED들의 수명을 증가시키기 위해 바람직할 수 있다. 스위치-오프를 위해 선택된 LED들은 각 LED가 다른 것들과 대략 같은 시간 동안 "스위치-오프" 되도록 예정될 수 있다. 이렇게 하여, 조명 모듈(100)의 수명은 대략 동일한 시간만큼 각 LED의 수명을 연장함으로써 연장될 수 있다.
LED(55-59)는 LED 고장에 대응하기 위해 선택적으로 스위치 온 또는 오프 될 수 있다. 일 실시예에서, 조명 모듈(100)은 "스위치-오프" 되는 여분의 LED들을 포함한다. 그러나 LED 고장이 일어날 경우, 여분의 LED 중 하나 이상이 고장난 LED를 보충하기 위해 스위치-온 된다. 또 다른 예에서, 여분의 LED들은 추가 광 출력을 제공하기 위해 스위치-온 될 수 있다. 이것은 조명 모듈(100)의 필요한 발광 출력이 설치 전에 알려지지 않은 경우 또는 조명 요구사항이 설치 후 변경되는 경우에 바람직하다.
도 8은 적어도 하나의 센서와 적어도 하나의 전기 전도체를 포함하는 반사체(140)를 도시한다. 도 8은 반사체(140)의 내부면 위에 탑재된 플럭스 센서(32)를 도시한다. 센서(32)는 조명 모듈(100)의 출력창(108)과 센서(32)의 광 감지면 사이에 직접 자유공간(line of sight) 경로가 존재하도록 위치된다. 일 실시예에서, 센서(32)는 실리콘 다이오드 센서이다. 센서(32)는 전기 전도체(62)에 접속된다. 다른 실시예에서, 전도체(62)는 반사체(140)의 기저부를 통과하여, 반사체(140)가 조명 모듈(100)에 탑재될 때, 마운팅 보드 고정링(103)의 전도성 바이어(via)에 접속된다. 전도성 바이어(65)는 마운팅 보드(104)의 전도체(64)에 접속된다. 전도체(64)는 스프링 핀(66)을 통해 EIM(120)에 접속된다. 이렇게 하여, 플럭스 센서(32)는 EIM(120)에 전기적으로 접속된다. 다른 실시예에서, 전도체(62)는 마운팅 보드(104)의 전도체(64)에 직접 접속된다. 마찬가지로, 점용 검출기(35)는 EIM(120)에 전기적으로 접속될 수 있다. 어떤 실시예에 있어서, 센서(32, 35)들은 커넥터에 의해 반사체(140)에 제거 가능하게 접속될 수 있다. 다른 실시예에서, 센서(32, 35)들은 반사체(140)에 고정적으로 접속될 수 있다.
도 8은 또한 조명 모듈(100)의 마운팅 보드(104)에 부착된 플럭스 센서(36)와 온도 센서(31)를 도시한다. 센서(31, 36)들은 보드 레벨에서 조명 모듈(100)의 동작 상태에 대한 정보를 제공한다. 센서(31, 32, 35, 36, 81, 82)들은 마운팅 보드(104), 반사체(140), 조명 고정체(130), 및 조명 모듈(100) 위의 다양한 위치에 배치된 복수의 그와 같은 센서들 중 하나일 수 있다. 또한, 컬러 센서가 채용될 수 있다. 도 9는 컬러 센서, 플럭스 센서, 및 점용 센서가 반사체(140) 위에 위치될 수 있는 위치들을 예시적으로 도시한다. 일 예에서, 센서들은 A, B, 및 C 위치에 배치될 수 있다. 위치(A-C)들은 위치(A-C)들에 배치된 센서들이 조명 모듈(100)에 의해 조명된 장면의 컬러, 플럭스, 또는 점용을 감지하도록 외측으로 향하고 있다. 마찬가지로, 위치(F-H)의 센서들 역시 외측을 향하고 있고 조명 모듈(100)에 의해 조명된 장면의 컬러, 플럭스, 또는 점용을 감지한다. 센서들은 또한 위치(D, E)들에 배치될 수도 있다. 위치(D, E)들은 내측을 향하고 있고 조명 모듈(100)의 조명 컬러, 플럭스, 또는 점용을 감지한다. 센서(D, E)들의 위치는 조명 모듈(100)에 의해 출력되는 광에 대한 각도 감도에 있어서 차이가 있으며 그 차이는 조명 모듈(100)에 의해 출력되는 광의 특성을 특징 지우기 위해 사용될 수 있다.
보드 레벨 장소들과 반사체(140) 내 장소들에서 취해진 측정 사이의 차이를 분석함으로써, 반사체 성능이 보드 레벨 성능으로부터 분리될 수 있다. 주변 광은 외부에 면한 센서들, 예컨대 장소 A-C 및 F-H의 센서들로 감지될 수 있다. 사용될 수 있는 센서들의 타입은 주변 광 센서, 근접 센서, 온도 센서, 전류 센서, 음향 센서, 플럭스 센서, CO2 센서, CO 센서, 및 입자 검출기를 포함한다. 이와 같은 센서들은 또한 EIM(120)을 경유해서 보안 시스템들과 인터페이스 될 수 있다. 외부 응용을 위해, 센서들은 교통 상황, 기상 조건, 및 광 레벨을 모니터할 수 있다.
도 10에서와 같이, EIM(120)은 경과 시간 카운터 모듈(ETCM)(27)을 포함할 수 있다. 조명 모듈(100)의 기동 시, 메모리(23)에 저장된 누적된 경과 시간(AET)은 ETCM(27)에 전달되고 ETCM(27)은 시간을 재기 시작하고 경과된 시간을 증가시킨다. 주기적으로, 경과 시간의 사본이 메모리(23)에 전달되어 저장되므로 비휘발성 메모리에는 항상 현재 AET가 저장된다. 이와 같이, 현재 AET는 조명 모듈(100)에 갑자기 전원 공급이 중단될 때 손실되지 않을 것이다. 어떤 실시예에서는, 프로세서(22)는 ETCM 기능을 칩상에 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, EIM(120)은 조명 모듈(100)의 원하는 수명을 식별하는 목표 수명 값(TLV)을 저장한다. 목표 수명 값은 EIM(120)의 비휘발성 메모리(26)에 저장될 수 있다. 특정 조명 모듈(100)에 관련된 목표 수명 값은 제조 시 메모리(26) 내에 프로그램된다. 어떤 실시예에서는, 목표 수명 값은 모듈(100)의 광속 출력이 30% 감소하기 전에 조명 모듈(100)의 기대되는 동작 시간으로 선택될 수 있다. 일 실시예에서, 목표 수명 값은 50,000 시간일 수 있다.
도 34는 LED 기반 조명 모듈(100)이 문턱 값에 도달했는지 여부를 통신하는 방법(270)을 도시한다. 단계 271에서, LED 기반 조명 모듈(100)의 AET가 측정된다. 어떤 실시예에서는, ETCM(27)가 AET를 측정한다. 단계 272에서, AET는 AET와 TLV 사이의 차이가 문턱 값에 도달했는지 여부를 결정하기 위해 TLV 값으로부터 감산된다. 예를 들면, 문턱 값으로 500 시간이 메모리(26)에 저장될 수 있다. 만일 AET 값과 TLV 값 사이의 차이가 상기 문턱 값에 도달하지 않은 경우, 단계 271 및 단계 272가 반복된다. 그러나 만일 상기 차이가 문턱 값에 도달한 경우라면, 경보가 전달된다(단계 273). 예를 들면, 문턱 값으로 500 시간이 사용되고 AET가 LED 기반 조명 모듈(100)에 관련된 TLV의 500 시간 내에 있다고 결정되면, 경보가 전달된다. 어떤 실시예에서는, 상기 경보는 조명 성능의 잠재적 저하(예컨대, 모듈 정지, 허용 한계 미만의 성능 저하 등)가 다가오는 것을 나타낸다. 어떤 다른 실시예에서는, 경보는 모듈의 정지 또는 고장을 피하기 위해 조치가 취해져야 함을 지시한다. 예를 들면, 경보는 모듈(100)이 고장 모드 또는 정지 모드에 들어가기 전에 추가의 수명을 허락하기 위해 사용자에게 통신을 개시할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 방법(270)은 EIM(120)의 엘리먼트들에 의해 실행된다. 어떤 다른 실시예에서는, 방법(270)의 일부가 LED 기반 조명 모듈(100)에 통신 가능하게 접속된 원격 디바이스에 의해 실행될 수도 있다. 이들 실시예에서, 각 단계를 수행하기 위해 필요한 정보는 LED 기반 조명 모듈(100)로부터 상기 원격 디바이스에 전달된다.
어떤 실시예에서는, 프로세서(22)는 AET가 TLV에 도달했는지 또는 초과했는지를 판정하고 RF 트랜시버(24), IR 트랜시버(25), 또는 전력공급된 장치 인터페이스 제어기(PDIC: powered device interface controller)(34)를 통해 경보 코드를 전달한다. 다른 실시예에서, EIM(120)은 조명 모듈(100)로부터 출력된 광을 제어함으로써 경보를 방송한다. 예를 들면, 프로세서(22)는 경보 조건을 지시하기 위해 파워 컨버터(30)에 의해 공급된 전류가 주기적인 펄스(pulse)를 갖도록 제어할 수 있다. 상기 펄스들은 예컨대, 5분마다 3개의 1초 펄스들의 시퀀스로 조명 모듈(100)에 의해 출력된 광을 점멸하도록 하여 육안으로 감지할 수 있다. 상기 펄스들은 또한 육안으로는 감지할 수 없지만, 조명 모듈(100)에 의해 출력된 광을 1 kHz로 펄싱하여 플럭스 검출기로 검출할 수 있다. 이들 실시예에서, 조명 모듈(100)의 광 출력은 경보 코드를 지시하도록 변조될 수 있다. 다른 실시예에서, AET가 TLV에 도달하는 경우, EIM(120)은 LED 회로(33)에 대한 전류 공급을 중지한다. 다른 실시예에서, EIM(120)은 AET 전송 요청을 수신한 후 AET를 통신한다. 도 10에서, EIM(120)은 또한 수명 추정 모듈(LEM)(80)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, LEM(80)은 메모리와 처리 능력을 포함하는 전용 하드웨어 모듈이다. 어떤 다른 실시예에서, 프로세서(22)는 LED 기능을 칩 위에 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, LEM(80) 기능은 메모리(예컨대, 메모리(23))에 저장된 소프트웨어 명령들을 실행하는 프로세서(22)에 의해 달성될 수 있다. LEM(80)은 모듈의 동작의 누적된 경과 시간(AET)과 총 누적 가속 인자(CAFoverall: overall cumulative acceleration factor)에 기초하여 조명 모듈(100)의 경과된 수명을 추정한다. CAFoverall는 실제 동작 온도, 전류, 및 습도를 포함하는 다수의 동작 인자들의 함수로서 LEM(80)에 의해 계산될 수 있다. 예를 들면, CAFoverall의 계산은 온도, 전류, 및 습도를 포함하는 것으로서 설명된다. 그러나 이들 인자들의 임의의 서브셋, 또는 추가의 인자들이 계산에 포함될 수 있다. 상기 총 누적 가속 인자는 모듈(100)의 누적된 경과 시간을 크기 조정하여(scale) 모듈(100)의 경과된 수명의 추정을 도출하기 위해 사용될 수 있다. 이 결과와 목표 수명 값을 기초로, 모듈(100)의 잔류 수명이 계산될 수 있다.
도 11은 조명 모듈(100)에 대해 시간의 함수로서 전형적인 동작 온도 프로파일(83)을 도시한다. 또한 공칭(nominal) 온도 값(TN)이 도시되어 있다. 일 예로서, 공칭 온도는 90 ℃이다. 상기 공칭 온도는 모듈의 예상 수명이 규정되는 모듈(100)의 동작 온도 값이다. 예를 들어, 만일 조명 모듈(100)이 90℃의 일정한 동작 온도에서 동작된다면, 조명 모듈(100)의 동작 수명은 50,000 시간이 될 것으로 예상된다. 90℃의 동작 온도에서 50,000 시간의 동작 후에 모듈(100)의 성능은 허용할 수 없는 수준으로 저하될 것으로 예상된다. 도 11에서, 조명 모듈(100)이 TN을 초과하는 온도에서 동작하는 시간 구간들이 있고 모듈(100)이 TN보다 낮은 온도에서 동작하는 시간 구간들이 있다. 조명 모듈(100)의 수명은 동작 온도에 종속하기 때문에, 조명 모듈(100)의 동작 수명은 실제 동작 온도가 TN보다 낮을 때 연장될 것으로 예상된다. 마찬가지로, 동작 수명은 실제 동작 온도가 TN보다 높을 때 감소할 것이다.
실제 동작 온도 조건에 기초한 가속 인자의 추정은 LEM(80)에 의해 아레니우스 식으로부터 계산될 수 있다.
Figure pat00001
Ea는 적용할 수 있는 고장 메커니즘에 대한 활성화 에너지이다. K는 볼쯔만 상수로서 8.617e-5 eV/K이다. TN는 수명이 규정되는 절대온도로 표시된 공칭 온도이다. 이들 상수들은 EIM(120)의 메모리(23)에 저장될 수 있다. TA는 절대온도로 표시된 실제 동작 온도이다. 실제 동작 온도에 기초하여, 가속 인자는 LEM(80)에 의해 계산될 수 있으며 모듈의 AET를 크기조정(scale) 하는데 사용할 수 있다. 조명 모듈(100)의 AET는 다수의 시간 세그먼트로 분할될 수 있으며 각 세그먼트의 기간은 △T이다. 시간 세그먼트들은 임의의 적당한 길이의 시간일 수 있다. 일 실시예에서, 시간 세그먼트의 기간은 한 시간일 수 있다. 각 시간 세그먼트에 대해 실제 동작 온도의 대표하는 값이 계산될 수 있다. 도시된 바와 같이, 시간 세그먼트 i에 대하여 동작 온도(TAi)의 대표하는 값이 계산될 수 있다. 일 예로서, TAi는 시간 세그먼트에 대하여 평균 온도 값으로서 계산될 수 있다. 또 다른 예로서, 중간(median) 온도 값이 계산될 수 있다. 또 다른 예로서, 시간 세그먼트에 대하여 온도의 최소 값, 또는 대안으로, 최대 값이 상기 시간 세그먼트에 대하여 동작 온도의 대표하는 값으로서 사용될 수 있다. 또 다른 예로서, 시간 세그먼트의 시작 온도 값, 또는 대안으로, 시간 세그먼트의 종료 온도 값이 상기 시간 세그먼트를 대표하는 값으로서 사용될 수 있다. 도 11은 시간 세그먼트의 종료 시의 온도 값이 대표적인 값으로서 사용되는 경우를 도시한다. 대표적인 값을 기초로, LEM(80)은 시간 세그먼트 i에 대한 증분 가속 인자를 다음과 같이 계산한다.
Figure pat00002
시간 세그먼트(i) 동안의 온도에 기인한 증분 가속 인자는, 모듈의 수명이 시간 세그먼트(i) 동안의 온도 조건에 기인하여 변경된 양의 추정을 얻기 위해 시간 세그먼트(i)의 경과된 시간(△T)을 크기조정(scale) 하는데 사용할 수 있다.
모듈의 동작 수명이 누적된 동작 수명 동안의 온도 조건에 기인하여 어떻게 변경되었는지 추정하기 위해, 누적 가속 인자가 LEM(80)에 의해 계산된다. 누적 가속 인자는 상기 누적된 시간 세그먼트들에 대해 계산된 가속 인자들의 이동평균으로서 계산될 수 있다. 예를 들면, 시간 세그먼트(i)가 경과된 후의 누적 가속 인자는 다음 식과 같이 계산된다:
Figure pat00003
시간 세그먼트(i)에 걸쳐 평가된 온도에 기인한 누적 가속 인자는 모듈(100)의 누적된 동작 수명이 시간 세그먼트(i)에 걸친 수명 동안의 온도 조건에 기인하여 변경된 양을 추정하는데 사용될 수 있다.
도 12는 조명 모듈(100)의 시간에 따른 전형적인 동작 전류 프로파일(84)을 도시한다. 또한 공칭 전류 값(IN)이 도시되어 있다. 일 예로서, 상기 공칭 전류는 0.7 암페어이다. 공칭 전류는 모듈의 예상 수명이 규정되는 동작 전류 값이다. 예를 들어, 만일 조명 모듈(100)이 0.7 암페어의 일정한 전류에서 동작하면, 조명 모듈(100)의 동작 수명은 50,000 시간이 되는 것이 예상된다. 0.7 암페어에서 50,000 시간의 동작 후, 조명 모듈(100)의 성능은 허용할 수 없는 수준으로 저하될 것으로 예상된다. 도 12에서, 조명 모듈(100)이 IN을 초과하는 전류에서 동작하는 시간 구간들이 있고 조명 모듈(100)이 IN보다 낮은 전류에서 동작하는 시간 구간들이 있다. 조명 모듈(100)의 수명은 동작 전류에 종속하기 때문에, 조명 모듈(100)의 동작 수명은 실제 동작 전류가 IN보다 낮을 때 연장될 것으로 예상된다. 마찬가지로, 동작 수명은 실제 동작 전류가 IN보다 높을 때 감소할 것이다. 가속 인자는 모듈의 경과된 수명의 추정을 도출하기 위해 조명 모듈의 동작 수명을 크기조정 하는데 사용될 수 있다.
실제 동작 전류에 기초한 가속 인자의 추정은 다음 식으로부터 계산될 수 있다:
Figure pat00004
상기 식에서 β는 실험적으로 도출된 상수 파라미터이다. IN은 수명이 알려져 있는 공칭 동작 전류(암페어)이다. 이들 상수는 EIM(120)의 메모리에 저장될 수 있다. IA는 실제 동작 전류(암페어)이다. 실제 동작 전류에 기초하여, LEM(80)은 가속 인자를 계산하고 이것은 모듈(100)의 AET를 크기조정(scale) 하는데 사용될 수 있다. 조명 모듈(100)의 AET는 다수의 시간 세그먼트로 분할될 수 있으며 각 세그먼트의 기간은 △T이다. 각각의 시간 세그먼트에 대해 실제 동작 전류를 대표하는 값이 LEM(80)에 의해 계산될 수 있다. 예를 들면, 시간 세그먼트(i)에 대하여 동작 전류(IAi)를 대표하는 값이 계산될 수 있다. 일 예로서, IAi는 시간 세그먼트에 대하여 평균 전류 값으로서 계산될 수 있다. 또 다른 예로서, 중간 전류 값이 계산될 수 있다. 또 다른 예로서, 시간 세그먼트에 대하여 전류의 최소 값, 또는 대안으로, 최대 값이 상기 시간 세그먼트에 대하여 동작 전류를 대표하는 값으로서 사용될 수 있다. 또 다른 예로서, 시간 세그먼트의 시작 시 전류 값, 또는 대안으로, 시간 세그먼트의 종료 시 전류 값이 상기 시간 세그먼트를 대표하는 값으로서 사용될 수 있다. 도 12는 시간 세그먼트의 종료 시의 전류 값이 대표적인 값으로서 사용되는 경우를 도시한다. 상기 대표적인 값을 기초로, LEM(80)은 시간 세그먼트(i)에 대한 가속 인자를 다음과 같이 계산한다:
Figure pat00005
시간 세그먼트(i) 동안의 온도에 기인한 증분 가속 인자는, 모듈의 수명이 시간 세그먼트(i) 동안의 전류 조건에 기인하여 변경된 양의 추정을 얻기 위해 시간 세그먼트(i)의 경과된 시간(△T)을 크기조정(scale) 하는데 사용될 수 있다.
모듈의 동작 수명이 누적된 동작 수명 동안의 실제 동작 전류에 기인하여 어떻게 변경되었는지 추정하기 위해, 누적 가속 인자가 LEM(80)에 의해 계산된다. 누적 가속 인자는 상기 누적된 시간 세그먼트들에 대해 계산된 가속 인자들의 이동평균으로서 LEM(80)에 의해 계산될 수 있다. 예를 들면, 시간 세그먼트(i)가 경과된 후의 누적 가속 인자는 다음 식과 같이 계산된다:
Figure pat00006
시간 세그먼트(i)에 걸쳐 평가된 전류에 기인한 누적 가속 인자는 모듈(100)의 누적된 동작 수명이 시간 세그먼트(i)에 걸친 수명 동안의 전류 조건에 기인하여 변경된 양을 추정하는데 사용될 수 있다.
도 13은 조명 모듈(100)의 시간에 따른 전형적인 동작 상대습도 프로파일(85)을 도시한다. 또한 공칭(nominal) 상대습도 값(RHN)이 도시되어 있다. 일 예로서, 공칭 상대습도는 0.5이다. 상기 공칭 상대습도는 모듈의 예상 수명이 규정되는 모듈(100)의 동작 값이다. 예를 들어, 만일 조명 모듈(100)이 0.5의 일정한 상대습도에서 동작된다면, 조명 모듈(100)의 동작 수명은 50,000 시간이 되는 것이 예상된다. 0.5의 상대습도에서 50,000 시간의 동작 후에 모듈(100)의 성능은 허용할 수 없는 수준으로 저하될 것으로 예상된다. 도 13에서, 조명 모듈(100)이 RHN을 초과하는 상대습도에서 동작하는 시간 구간들이 있고 모듈(100)이 RHN보다 낮은 상대습도에서 동작하는 시간 구간들이 있다. 조명 모듈(100)의 수명은 동작 상대습도에 종속하기 때문에, 조명 모듈(100)의 동작 수명은 실제 동작 상대습도가 RHN보다 낮을 때 연장될 것으로 예상된다. 마찬가지로, 동작 수명은 실제 동작 상대습도가 RHN보다 높을 때 감소할 것이다. 가속 인자는 모듈의 경과된 수명의 추정을 도출하기 위해 조명 모듈의 동작 수명을 크기조정(scale) 하는데 사용될 수 있다.
실제 동작 상대습도에 기초한 가속 인자의 추정은 다음 식으로부터 계산될 수 있다:
Figure pat00007
RHA는 실제 상대습도이다. RHN는 수명이 알려져 있는 공칭 상대습도이다. 실제 상대습도에 기초하여, 상대습도에 대한 가속 인자가 LEM(80)에 의해 계산될 수 있다. 온도 및 전류와 관련하여 전술한 것과 유사한 방식으로, LEM(80)은 시간 세그먼트(i)에 대한 가속 인자를 실제 상대습도의 대표적인 값을 사용한다.
Figure pat00008
마찬가지로, 전술한 바와 같이, 누적 가속 인자가 다음 식으로부터 LEM(80)에 의해 계산될 수 있다:
Figure pat00009
모듈(100)의 시간 세그먼트(i)에 대해 평가된 상대습도에 기인한 누적 가속 인자는, 모듈(100)의 누적된 동작 수명이 시간 세그먼트(i)에 걸친 수명 동안의 습도 조건에 기인하여 변경된 양을 추정하는데 사용될 수 있다.
총 가속 인자는 각각의 동작 변수와 관련된 계산된 가속 인자들의 곱으로서 계산될 수 있다. 예를 들면, 시간 증분(△Ti) 동안의 실제 온도, 전류, 및 상대습도를 설명하는 총 가속 인자는 다음 식으로 표현될 수 있다:
Figure pat00010
마찬가지로, 시간 증분(△Ti)에 걸친 총 가속 인자는 LEM(80)에 의해 다음 식으로 계산될 수 있다:
Figure pat00011
조명 모듈의 경과된 수명은 총 누적 가속 인자에 모듈의 누적된 경과 시간을 곱하여 추정될 수 있다. 즉,
Figure pat00012
따라서, 만일 가속 인자가 1(unity)보다 작으면, 모듈의 누적된 경과 시간은 축소된다(scale back). 만일 가속 인자가 1보다 크면, 조명 모듈의 누적된 경과 시간은 증대된다. 만일 누적 인자가 1이면, 추정된 경과 수명은 모듈의 누적된 경과 시간과 같다.
모듈(100)의 잔류 수명의 추정은 모듈의 목표 수명 값(TLV: target lifetime value)과 추정된 경과 수명 사이의 차이를 취함으로써 계산될 수 있다:
Figure pat00013
누적 경과 시간과 LEM(80)에 의해 계산된 잔류 수명은 EIM(120)의 메모리(23)에 저장된다. 일 실시예에서, 상기 값들은 EIM(120)에 의해 수신된 요청에 대한 응답으로 EIM(120)에 통신 가능하게 접속된 장치들에 전달될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 만일 잔류 수명 추정이 문턱 값 이하로 떨어지면, EIM(120)은 경보를 전달한다.
도 14는 실제 동작 조건을 기초로 LED-기반 조명 모듈의 수명을 추정하는 방법(70)을 도시한다. 제1 단계(단계 71)에서, 하나 이상의 동작 조건(예컨대, 온도, 전류, 상대습도)이 시간 증분에 대하여 측정된다. 제2 단계(단계 72)에서, 각각의 동작 조건에 관련된 증분 가속 인자들이 상기 측정된 동작 조건들에 기초하여 계산된다. 제3 단계(단계 73)에서, 각각의 동작 조건과 관련된 누적 가속 인자가 증분 가속 인자에 기초하여 계산된다. 제4 단계(단계 74)에서, 모듈(100)의 경과 수명이 누적 가속 인자들에 기초하여 추정된다. 제5 단계(단계 75)에서, 모듈(100)의 추정 잔류 수명이 모듈(100)과 관련된 문턱 값과 비교된다. 만일 추정 잔류 수명이 상기 문턱 값 이하로 떨어지면, 모듈(100)로부터 경보가 전달된다(단계 76).
도 35는 LED 기반 조명 모듈(100)의 추정 잔류 수명을 표시하는 경보를 전달하는 전형적인 방법(280)을 도시한다. 방법(280)에 따라서, LED 기반 조명 모듈(100)의 AET가 결정되고(단계 271) AET를 TLV 값으로부터 감산하여 AET와 TLV 사이의 차이가 문턱 값에 도달했는지 판정한다. 병행하여, 상기 추정 잔류 수명이 방법(70)에 대하여 설명된(단계 71-75) 것과 같이 문턱 값 이하로 떨어졌는지 판정된다. 만일 AET와 TLV 사이의 차이가 문턱 값에 도달했거나 상기 추정 잔류 수명이 문턱 값에 도달했다면, 경보 및 추정 잔류 수명 모두가 모듈(100)로부터 전달된다(단계 281). 이와 같이, 이 정보를 수신하는 엔터티는 LED 기반 조명 모듈(100)의 향후 조명 성능을 어드레스(address) 하기 위해 조치가 취해질 필요가 있음을 알고 또한 모듈(100)로부터 얼마나 많은 추가 수명이 가용한 지의 추정치를 안다.
도 15에서, EIM(120)은 또한 형광체 열화 검출 모듈(PDDM)(90)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, PDDM(90)은 메모리와 처리 능력을 포함하는 전용 하드웨어 모듈이다. 어떤 다른 실시예에서는, 프로세서(22)는 칩 상에 PDDM 기능을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서는, PDDM 기능은 메모리(예컨대, 메모리(23))에 저장된 소프트웨어 명령들을 실행하는 프로세서(22)에 의해 달성될 수 있다. PDDM(90)은 LED(102)들보터 방출된 광 펄스에 대한 모듈(100)의 플럭스 세기 응답에 기초하여 조명 모듈(100)의 캐비티(109) 내에 포함된 형광체의 열화를 추정한다.
도 16은 마운팅 보드(104)에 탑재된 플럭스 센서(36)와 청색 LED(102B)를 포함하는 일차(primary) 혼합 캐비티(109)의 절개도를 도시한다. 일 실시예에서, 플럭스 센서(36)는 캐비티(109)로부터 방출된 광을 캡처하기에 적당한 임의의 위치에(예컨대, 캐비티(109)의 벽들 위, 출력창(108) 위, 및 출력창(108) 위로) 탑재될 수 있다. LED(102B)들은 일정 기간 동안 온으로 펄싱(pulsing)된다. 예를 들면, 50 ms의 펄스가 실행될 수 있다.
도 17은 플럭스 센서(36)에 의해 측정된 LED(102B)로부터 방출된 광 펄스에 대한 전형적인 플럭스 세기 응답을 도시한다. 3 주기의 시간이 도시되어 있다. 제1 기간은 LED(102B)로부터 방출된 광 펄스의 기간이다. 이 주기 동안에 플럭스 세기는 캐비티가 광으로 채워지기 때문에 피크 값에 도달한다. PDDM(90)은 제1 기간 동안 플럭스 세기의 피크 값을 캡처하는 동작을 한다. 캡처된 값은 동작 동안에 LED(102)의 플럭스 세기의 측정치이고 LED(102)들의 조건을 진단하는데 유용하다. 예를 들어, 만일 캡처된 값이 목표 값보다 낮다면, LED(102)의 열화가 검출될 수 있다.
제2 기간은 LED(102)로부터의 광 펄스가 완료된 후 시작한다. 제1 기간은 황색 및 적색 형광체가 LED(102B)에 의해 이전에 방출된 광에 응답하여 변환된 광을 방출할 때 응답의 기간과 비슷하다. 일반적으로, 입사 광에 대한 형광체의 응답은 즉각적이지 않다. 따라서, 입사 광이 제거된 후 일정 기간 동안 물질들은 계속해서 변환된 광을 방출한다. 상기 입사 광원이 제거된 후 상이한 형광체 재료들이 계속해서 형광을 방출하는 정도는 재료에 따라 변한다. PDDM(90)은 캐비티(90) 내의 상이한 형광체를 개별적으로 진단하기 위해 이 특성을 이용한다. 설명된 실시예에서, LED(102B)로부터 방출된 광 펄스 이후의 기간은 캐비티(109)의 황색 및 적색 형광체 모두의 방출 기간을 포함한다. 따라서, LED(102B)로부터의 여기 (excitation)의 제거 이후에, PDDM(90)은 적색 및 황색 형광체 물질들 모두의 잔류 방출의 플럭스 세기를 측정한다. 여기원(excitation source)이 제거되기 때문에, 이 주기 동안에 상기 방출의 플럭스 세기 레벨은 서서히 감소한다. 제2 기간의 종료까지, 황색 형광체로부터의 방출은 무시할 수 있는 수준까지 퇴조하였으며 측정된 플럭스 세기는 적색 형광체 물질로부터의 방출에 주로 기인한다. 이 시점에 PDDM(90)은 적색 형광체 물질의 잔류 방출로부터의 플럭스 세기를 측정한다. 제2 기간 이후, 제3 기간이 흐른다. 제3 기간은 적색 형광체가 LED(102B)에 의해 이전에 방출된 광에 응답하여 변환된 광을 방출할 때 응답의 기간과 비슷하다. 예를 들면, 제2 기간은 10 ms 미만이다.
도 17은 PDDM(90)이 LED(102)를 규정하는 피크 플럭스 세기, 황색 및 적색 형광체의 방출에 의해 생성된 플럭스 세기, 및 적색 형광체의 방출에 의해 주로 생성된 플럭스 세기를 측정하는 시점들을 도시한다. 예를 들면, TmeasB에서 LED(102)의 플럭스 세기의 측정이 이루어진다. TmeasB의 시점은 LED(102)의 펄스와 관련하여 고정될 수 있다. 예를 들면, TmeasB는 LED(102)의 펄스가 개시된 후 25 ms에서 측정된다. 또 다른 예에서, TmeasB는 펄스 길이의 중간에서 측정될 수 있다. LED(102)의 펄스 동안의 어느 시점이라도 LED(102)의 플럭스 세기의 측정을 위해 적당할 수 있다. 또 다른 예에서, TmeasB는 플럭스 응답이 여기 주기 동안 피크 값에 도달하는 시간에 상응하도록 선택될 수 있다. 이 예에서, PDDM(90)은 여기 기간 동안 피크 검출 알고리즘을 실행하고 상기 여기 기간 동안 플럭스 세기의 피크 값을 식별한다. TmeasYR에서 황색 및 적색 형광체의 응답의 플럭스 세기의 측정이 이루어진다. TmeasYR의 시점은 LED(102)의 펄스와 관련하여 고정될 수 있다. 예를 들면, PDDM(90)은 LED(102B)의 펄스가 종료한 후 1 ms에서 황색 및 적색 형광체의 응답의 플럭스 세기를 측정할 수 있다. 이것은 황색 형광체 방출의 상당한 부분이 발생할 시간을 허용하기에 적당한 값일 수 있지만, 적색 형광체 방출의 상당한 부분이 손실되는 긴 기간은 아니다. TmeasB, TmeasYR, 및 TmeasR에서 PDDM(90)에 의해 측정된 플럭스 세기 값들은 EIM(120)의 메모리(23) 내에 저장될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 값들은 EIM(120)에 의해 수신된 요청에 대한 응답으로 EIM(120)에 통신 가능하게 연결된 장치들에 전달될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 만일 상기 측정된 값들 중 어느 것이 각각의 문턱 값 이하로 떨어지면, EIM(120)은 경보를 전달한다. 또한, 플럭스 세기 값들이 시간에 대하여 반복적으로 측정되고 그 결과가 메모리(23) 내에 저장된다. 그 결과 값들은 모듈의 수명 동안 모듈(100)의 성능을 벤치마킹하기 위해 사용될 수 있고 모듈(100)의 잔류 수명을 추정하는데 사용 가능한 추세를 형성할 수 있다.
도 18은 LED(102)로부터 방출된 광 펄스에 대한 모듈(100)의 플럭스 세기 응답에 기초하여 조명 모듈(100)의 캐비티(109) 내에 포함된 형광체의 열화를 추정하는 전형적인 방법(160)을 도시한다. 제1 단계(단계 161)에서 모듈(100)의 청색 LED가 한 기간 동안 펄싱된다. 제2 단계(단계 162)에서 청색 LED 펄스 동안피크 플럭스 세기 값이 검출되고 측정된다. 제3 단계(단계 165)에서 피크 플럭스 세기 값이 청색 LED 펄스가 완료된 후의 제1 시점에서 측정된다. 제4 단계(단계 168)에서 피크 플럭스 세기 값이 청색 펄스가 완료된 후의 제2 시점에서 측정된다. 제2 단계(단계 162), 제3 단계(단계 165), 및 제4 단계(단계 168) 각각에 대해, 측정된 피크 플럭스 값이 목표 값과 비교된다(각각 단계 163, 166 및 169). 만일 측정된 피크 값이 상기 경우들 중 어느 경우에 있어서 목표 값 이하로 떨어지면(각각 단계 164, 167 및 170), 모듈(100)은 경보를 전달한다(단계 171).
*도 19에서, EIM(120)은 또한 열적 결함 조기 검출 모듈(TFED: thermal failure early detection module)(172)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, TFED(172)는 메모리와 처리 능력을 포함하는 전용 하드웨어 모듈이다. 어떤 다른 실시예에서는, 프로세서(22)는 칩 상에 TFED 기능을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서는, TFED 기능은 메모리(예컨대, 메모리(23))에 저장된 소프트웨어 명령들을 실행하는 프로세서(22)에 의해 달성될 수 있다. 일 실시예에서, TFED(172)는 모듈(100)의 기동 중에 측정된 온도 천이(temperature transient)에 기초하여 조명장치(150)의 열적 결함에 대한 가능성을 추정한다. 상기 측정된 천이에 기초하여, TFED(172)는 모듈(100)이 정격 동작 온도를 초과하는 정상 상태 동작 온도에 도달하는지 여부를 추정한다. 상기 추정은 모듈이 과온도(over-temperature) 조건에 실제로 도달하기 전에 이루어지고, 따라서 모듈에 대한 영구적인 손상의 위험을 감소시킨다. 또 다른 실시예에서, TFED(172)는 모듈(100)의 기동 중에 측정된 플럭스 천이에 기초하여 조명장치(150)의 열적 결함에 대한 가능성을 추정한다. 상기 추정은 모듈이 과온도 조건에 실제로 도달하기 전에 이루어지고, 따라서 모듈에 대한 영구적인 손상의 위험을 감소시킨다.
도 20은 2개의 측정된 온도 프로파일을 도시한다. 온도 프로파일(174)은 모듈(100)이 열 전도성 페이스트(paste)로 히트 싱크(130)에 단단히 접속되는 경우에 마운팅 베이스(101)에서 모듈(100)의 온도의 측정이다. 모듈(100)은 상온에서 기동을 시작하고 대략 70 ℃까지 온도가 상승한다. 이것은 90 ℃인 모듈의 정격 온도 한계 이하이다. 온도 프로파일(173)은 모듈(100)이 열 전도성 페이스트 없이 히트 싱크(130)에 느슨하게 접속되는 경우에 마운팅 베이스(101)에서 모듈(100)의 온도의 측정이다. 모듈(100)은 상온에서 기동을 시작하고 대략 120 ℃까지 온도가 급격히 상승한다. 이것은 90 ℃인 모듈의 정격 온도 한계를 크게 초과한다. 또한, 90 ℃ 이상에서 모듈(100)의 동작은 모듈에 영구적인 손상 위험이 있다. TFED(172)는 상기 한계를 초과하여 모듈(100)을 실제로 동작할 필요 없이 정격 한계를 초과하여 정상상태 온도에 도달하는지 여부를 추정하는 동작을 한다.
도 20에서와 같이, 예를 들면, TFED(172)는 기동 시 및 기동 후 200초에 다시 실온 조건에서 모듈(100)의 온도를 측정한다. 200초가 온도 평가의 시점으로서 도시되어 있지만, 다른 기간들이 고려될 수 있다. 예를 들면, 온도는 모듈(100)의 조명의 10초 내에서 평가될 수 있다. 그와 같은 기간은 시험 시간을 최소화하는 것이 요구되고 제품이 고객에게 배송되기 전에 장치 조명장치 결함을 식별하는 것이 바람직한 공장 환경에서 적합할 수 있다. 또 다른 예에서, 설치 환경에서 조명장치의 성능을 시험하기 위해 조명장치(150)의 설치 시 측정이 이루어질 수 있다. 첫 번째의 경우, TFED(172)는 기동 시 모듈(100)의 온도와 200초가 경과한 후의 모듈(100)의 온도 사이의 온도 차이(△TEMPN)를 계산한다. 이 차이는 대략 21 ℃이다. TFED(172)는 상기 온도 차이(△TEMPN)가 미리 결정된 문턱(△TTHRS)보다 작은지를 계산한다. 예를 들면, △TTHRS는 25℃일 수 있다. 이 경우에, △TEMPN는 △TTHRS를 초과하지 않고 TFED(172)는 모듈(100)이 이 경우의 조건 하에서 열적 결함의 위험이 없다고 결론을 내린다. 두 번째의 경우, TFED(172)는 기동 시 모듈(100)의 온도와 200초 경과 후 모듈(100)의 온도 사이의 온도 차이(△TEMPF)를 계산한다. 이 차이는 대략 55 ℃이다. TFED(172)는 상기 온도 차이(△TEMPF)가 미리 결정된 문턱(△TTHRS)보다 작은지 계산한다. 이 경우에, △TEMPF가 △TTHRS를 초과하고 TFED(172)는 모듈(100)이 이 경우의 조건 하에서 열적 결함의 위험이 있다고 결론을 내린다. TFED(172)에 의해 측정된 값들(예컨대, △TEMP)은 EIM(120)의 메모리(23)에 저장될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 값들은 EIM(120)에 의해 수신된 요청의 응답으로 EIM(120)에 통신 가능하게 접속된 장치들에 전달될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 만일 측정된 값들 중 어느 것이 미리 결정된 문턱 값을 초과하면, EIM(120)은 경보를 전달한다.
모듈(100)의 온도는 또한 모듈(100)의 플럭스 출력에 영향을 주기 때문에, TFED(172)는 또한 모듈(100)이 기동 중에 측정된 플럭스 천이의 측정을 기초로 정격 한계를 초과하는 정상상태 동작 온도에 도달하는지 여부를 추정할 수 있다.
도 21은 2개의 측정된 플럭스 프로파일을 도시한다. 플러스 프로파일(176)은 모듈(100)이 열 전도성 페이스트로 히트 싱크(130)에 단단히 접속되는 경우에 대해 마운팅 베이스(101)에서 모듈(100)의 플럭스의 측정이다. 모듈(100)은 상온에서 1의 정규화 플럭스 레벨에서 기동을 시작하고 200초에서 대략 0.93의 정규화 플럭스까지 플럭스가 감소한다. 플럭스 프로파일(175)은 모듈(100)이 열 전도성 페이스트 없이 히트 싱크(130)에 느슨하게 접속되는 경우에 대해 마운팅 베이스(101)에서 모듈(100)의 플럭스의 측정이다. 모듈(100)은 1의 정규화 플럭스 레벨에서 기동을 시작하고 200초에서 0.88 정규화 플럭스까지 급속히 플럭스가 감소한다. TFED(172)는 플럭스 천이를 지표로 사용하여 정격 온도 한계가 초과될 때까지 모듈(100)을 실제로 동작할 필요 없이 상기 정격 온도 한계를 초과하여 정상상태에서 동작할 것인지 여부를 추정하는 동작을 한다.
도 21에서와 같이, 예를 들면, TFED(172)는 상온에서 기동 시 및 상온 조건으로부터 기동 후 200초에 다시 모듈(100)의 플럭스를 측정한다. 첫 번째의 경우, TFED(172)는 기동 시 모듈(100)의 플럭스와 200초가 경과한 후의 모듈(100)의 플럭스 사이의 플럭스 차이(△FLUXN)를 계산한다. 이 차이는 대략 0.07이다. TFED(172)는 상기 차이(△FLUXN)가 미리 결정된 문턱(△FTHRS)보다 작은지를 계산한다. 예를 들면, △FTHRS는 0.09일 수 있다. 이 경우에, △FLUXN는 △FTHRS를 초과하지 않고 TFED(172)는 모듈(100)이 이 경우의 조건 하에서 열적 결함의 위험이 없다고 결론을 내린다. 두 번째의 경우, TFED(172)는 기동 시 모듈(100)의 플럭스와 200초 경과 후 모듈(100)의 플럭스 사이의 차이(△FLUXF)를 계산한다. 이 차이는 대략 0.12이다. TFED(172)는 상기 차이(△FLUXF)가 미리 결정된 문턱(△FTHRS)보다 작은지 계산한다. 이 경우에, △FLUXF가 △FTHRS를 초과하고 TFED(172)는 모듈(100)이 이 경우의 조건 하에서 열적 결함의 위험이 있다고 결론을 내린다. TFED(172)에 의해 측정된 값들(예컨대, △FLUX)은 EIM(120)의 메모리(23)에 저장될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 값들은 EIM(120)에 의해 수신된 요청의 응답으로 EIM(120)에 통신 가능하게 접속된 장치들에 전달될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 만일 측정된 값들 중 어느 것이 미리 결정된 문턱 값을 초과하면, EIM(120)은 경보를 전달한다.
도 22는 기동 시 온도 천이의 분석에 기초하여 실제 결함 전에 조명 장치(150)의 결함의 가능성을 식별하는 방법(180)을 도시한다. 제1 단계(단계 181)에서 LED 기반 모듈(100)이 조명된다. 제2 단계(단계 182)에서 조명 시에 모듈의 온도가 측정된다. 제3 단계(단계 183)에서 모듈(100)이 조명된 시점으로부터 제1 기간이 경과한 후에 모듈의 온도가 측정된다. 제4 단계(단계 184)에서 단계 182와 단계 183에서 측정된 온도 사이의 차이를 취함으로써 모듈(100)의 온도 변화가 계산된다. 제5 단계(단계 185)에서, 단계 184에서 계산된 온도 변화는 문턱 값과 비교된다. 만일 온도 변화가 문턱 값을 초과하면, 모듈(100)은 경보를 전달한다(단계 186).
도 23은 기동 시 플럭스 천이의 분석에 기초하여 실제 결함 전에 조명 장치(150)의 결함의 가능성을 식별하는 방법(190)을 도시한다. 제1 단계(단계 191)에서 LED 기반 조명 모듈(100)이 조명된다. 제2 단계(단계 192)에서 조명 시에 모듈의 플럭스 출력이 측정된다. 제3 단계(단계 193)에서 모듈(100)이 조명된 시점으로부터 제1 기간이 경과한 후에 모듈의 플럭스 출력이 측정된다. 제4 단계(단계 194)에서 단계 192와 단계 193에서 측정된 플럭스 사이의 차이를 취함으로써 모듈(100)의 플럭스 변화가 계산된다. 제5 단계(단계 195)에서, 단계 194에서 계산된 플럭스 변화는 문턱 값과 비교된다. 만일 플럭스 변화가 문턱 값을 초과하면, 모듈(100)은 경보를 전달한다(단계 196).
도 24는 일련의 LED(102)의 순방향 전압의 측정에 기초하여 모듈(100)의 LED(102)의 결함을 식별하는 방법을 도시한다. 제1 단계(단계 201)에서 순방향 전압 표시가 수신된다. 일 실시예에서, 상기 표시는 파워 컨버터(30)로부터 수신될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 상기 표시는 마운팅 보드(104)의 전압 센서(도시되지 않음)로부터 센서 인터페이스(I/F)(28)를 통해 수신될 수 있다. 제2 단계(단계 202)에서 순방향 전압의 표시는 문턱 값과 비교된다. 제3 단계(단계 203)에서 순방향 전압이 문턱 값과 비교된다. 만일 순방향 전압이 문턱 값을 초과하면, 모듈(100)은 경보를 전달한다(단계 204).
도 25에서와 같이, EIM(120)은 또한 컬러 조정 모듈(CTM: color tuning module)(220)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, CTM(220)은 메모리와 처리 능력을 포함하는 전용 하드웨어 모듈이다. 어떤 다른 실시예에서는, 프로세서(22)는 칩 상에 CTM 기능을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서는, CTM 기능은 메모리(예컨대, 메모리(23))에 저장된 소프트웨어 명령들을 실행하는 프로세서(22)에 의해 달성될 수 있다. CTM(220)는 모듈(100)의 수명 동안 일관된 컬러 특성을 달성하기 위해 상이한 LED 열(string)에 공급된 전류를 조정한다.
도 26a 및 도 26b는 LED(102)로 총칭되는 적색 LED(102R) 및 청색 LED(102B)가 탑재된 마운팅 보드(104)를 도시한다. LED(102)는 캐비티(109) 내에 광을 방출한다. 도시된 실시예에서 마운팅 보드(104)에는 플럭스 센서(36)도 탑재되어 있다. 다른 실시예에서 플럭스 센서(36)는 캐비티(109) 내에 캐비티(109)의 벽 위에 또는 출력창(108) 위에 탑재될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 플럭스 센서(36)는 도 9와 관련하여 설명된 바와 같이 반사체(140) 위에 탑재될 수 있다.
도 27은 복수의 플럭스 센서(예컨대, 플럭스 센서(36a - 36d))를 채용하는 실시예를 도시한다. 플럭스 센서(36a - 36d)의 출력을 평균하여 캐비티(109) 내 플럭스 세기의 평균값을 얻는다. 다른 실시예에서, 각각의 플럭스 센서(36a - 36d)의 출력은 각각의 개별 센서에 의해 포획된 영역 내 플럭스 세기에 대한 로컬 정보를 획득하기 위해 개별적으로 고려될 수 있다. 이 로컬 정보는 캐비티(109) 내 플럭스 균일성을 평가하는데 유용할 수 있다. 각각의 플럭스 센서(36a - 36d)는 각 센서에 근접한 LED(102)에 가장 민감하기 때문에, 로컬 정보는 또한 개개의 LED(102)를 규정하는데 유용할 수 있다.
도 28은 광도파관(37)이 마운팅 보드(104)의 표면의 다수의 위치에서 광을 플럭스 센서(36)로 조향하는 실시예를 도시한다. 이 실시예에서, 광도파관(37)은 플럭스 측정을 위해 마운팅 보드(104) 위의 다수의 장소로부터 광을 수집하기 위해 채용된다. 이와 같이, 마운팅 보드(104) 위의 다수의 장소로부터의 플럭스 세기 값들이 광도파관(37)에 의해 모아지고 플럭스 센서(36)에 의해 측정된다. 일 실시예에서, 광도파관(37)은 사출 성형된 부분으로서 제조될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 광도파관(37)은 광섬유일 수 있다.
도 29a 및 도 29b는 모듈(100)의 수명 동안에 적색 LED와 청색 LED 사이의 세기를 매칭하기 위해 CTM(220)에 의해 실행되는 방법(230)을 도시한다. 제1 단계(단계 231)에서 모듈(100)의 적색 LED(102R)들이 적색 LED(102R)들을 통과한 테스트 전류(itest _red)에 의해 조명된다. 일 예에서, 테스트 전류(itest _red)는 0.700 암페어일 수 있다. 테스트 하의 기간 동안, 모듈(100)의 청색 LED(102B)는 오프 상태이다. 제2 단계(단계 232)에서, 적색 LED(102R)에서 방출된 광의 플럭스 세기는 플럭스 센서(36)에 의해 측정되어 테스트 하의 적색 세기 값(Itest _red)을 생성한다. 제3 단계(단계 233)에서, 새로운 적색 전류 값이 단계 232에서 측정된 적색 세기의 결과에 기초하여 계산된다. 일 예에서, 작은 범위의 세기 값들에 대하여, 적색 LED(102R)의 광 출력이 구동 전류에 선형적으로 관련되어 있다는 가정이 이루어진다. 이 가정에 기초하여, CTM(220)은 적색 LED(102R)를 목표 플럭스 세기 값(Itarget_red)까지 구동하기 위한 새로운 적색 전류 값을 계산한다.
Figure pat00014
제4 단계(단계 234)에서, 새로운 전류 값(Itarget _red)이 적색 LED(102R)와 관련된 최대 허용 구동 전류를 초과하는지 여부의 결정이 이루어진다. 만일 상기 새로운 전류 값이 최대 허용 구동 전류를 초과하지 않으면, 상기 새로운 전류 값이 실행된다(단계 235). 그러나 만일 상기 새로운 전류 값이 최대 허용 구동 전류를 초과하면, 상기 최대 허용 구동 전류가 실행된다(단계 236). 새로운 전류 값은 이 경우에 실행되지 않기 때문에, 목표 플럭스 세기 값이 더욱 낮은 값으로 재설정된다(단계 237).
Figure pat00015
또한, 적색을 위한 목표 플럭스 세기 값이 하향으로 수정되면, 청색을 위한 목표 플럭스 세기 값도 역시 하향으로 수정된다(단계 238). 수정된 목표 플럭스 세기 값은 적색 LED(102R)와 청색 LED(102B)의 방출 플럭스 세기의 비율이 모듈(100)의 수명 동안 일정하게 유지하도록 계산된다.
Figure pat00016
단계 239에서, 모듈(100)의 청색 LED(102B)는 청색 LED(102B)들을 통과한 테스트 전류(itest _blue)에 의해 조명된다. 일 예에서, 테스트 전류(itest _blue)는 0.700 암페어일 수 있다. 테스트 하의 기간 동안, 모듈(100)의 적색 LED(102R)는 오프 상태이다. 다음 단계(단계 240)에서, 청색 LED(102B)에서 방출된 광의 플럭스 세기는 플럭스 센서(36)에 의해 측정되어 테스트 하의 청색 세기 값(Itest _blue)을 생성한다. 단계 241에서, 새로운 청색 전류 값이 단계 240에서 측정된 청색 세기의 결과에 기초하여 계산된다. 일 예에서, 작은 범위의 세기 값들에 대하여, 청색 LED(102B)의 광 출력이 구동 전류에 선형적으로 관련되어 있다는 가정이 이루어진다. 이 가정에 기초하여, 청색 LED(102B)를 목표 플럭스 세기 값(Itarget _blue)까지 구동하기 위한 새로운 청색 전류 값이 계산된다.
Figure pat00017
다음 단계(단계 242)에서, 새로운 전류 값(Itarget _blue)이 청색 LED(102B)들과 관련된 최대 허용 구동 전류를 초과하는지 여부의 결정이 이루어진다. 만일 상기 새로운 전류 값이 최대 허용 구동 전류를 초과하지 않으면, 상기 새로운 전류 값이 실행된다(단계 243). 그러나 만일 상기 새로운 전류 값이 최대 허용 구동 전류를 초과하면, 상기 최대 허용 구동 전류가 실행된다(단계 244). 새로운 전류 값은 이 경우에 실행될 수 없기 때문에, 목표 플럭스 세기 값은 재설정된다(단계 245).
Figure pat00018
또한, 청색을 위한 목표 플럭스 세기 값이 하향으로 수정되면, 적색을 위한 목표 플럭스 세기 값도 역시 하향으로 수정된다(단계 246). 수정된 목표 플럭스 세기 값은 적색 LED(102R)와 청색 LED(102B)의 방출 플럭스 세기의 비율이 모듈(100)의 수명 동안 일정하게 유지하도록 계산된다.
Figure pat00019
적색 LED(102R)을 위한 수정된 목표 플럭스 세기 값을 기초로, 새로운 적색 전류 값이 계산되고(단계 247) 및 실행된다.
Figure pat00020
도 30에서와 같이, EIM(120)은 또한 온도 보상 모듈(TCM: temperature compensation module)(250)을 포함할 수 있다. TCM(250)은 모듈(100)의 수명 동안 일관된 컬러 특성을 달성하기 위해 상이한 LED에 공급된 전류를 조정한다. 일 실시예에서, 모듈(100)은 적색 LED 열(string)과 청색 LED 열을 포함할 수 있다. 동작 온도가 변하면서 적색 LED의 플럭스 출력의 변화는 청색 LED의 플럭스 출력의 변화와 상이하다.
도 31은 미국 새너제이에 주소를 둔 LumiLEDs Corporation에 의해 제공된 것과 같이 패키지 온도 범위에 대하여 적색 LED(AlInGap)와 청색 LED의 상대 광속 출력을 도시한다. 청색 LED의 광속 출력(251)의 감소와 적색 LED의 광속 출력(252의 감소 모두를 볼 수 있다. 온도가 상승함에 따라 청색 LED와 적색 LED의 광속 출력의 저하는 매우 상이하다는 것이 도 31에서 명백하다. 도 32는 동작 온도의 범위에 대하여 청색 LED와 적색 LED에 공급된 전류를 관련시키는 전류 환산계수를 포함하는 표를 도시한다. 전류와 플럭스 사이의 관계는 주어진 온도에서 그리고 정상 동작 전류 범위에 대하여 선형적이라는 가정하에, 전류 환산 계수는 다수의 온도에 대하여 도 31로부터 추정될 수 있다. 전류 환산 계수(ired/iblue)는 동작 온도 범위에 대하여 적색 LED의 광속 출력과 청색 LED의 광속 출력 사이의 고정된 관계를 유지하기 위해 적색 LED 구동 전류 또는 청색 LED 구동 전류의 어느 하나를 크기조정(scale) 하는데 사용될 수 있다.
도 33은 모듈(100)의 동작 온도 범위에 대하여 일관성 있는 컬러 특성을 달성하기 위해 조명 모듈(100)의 상이한 LED 열에 공급된 전류를 조정하는 방법(260)을 도시한다. 제1 단계(단계253)에서, 모듈(100)의 온도가 측정된다. 제2 단계(단계 254)에서, 상기 측정된 온도에 기초하여 전류 환산계수가 결정된다. 전류 환산계수는 EIM(120)의 비휘발성 메모리(23)에 저장된 룩업 테이블(look-up table)로부터 읽혀질 수 있다. 일 예에서, 전류 환산계수는 룩업 테이블로부터 근사되거나(interpolating) 직접 읽혀질 수 있다. 또 다른 예에서, 전류 환산계수는 EIM(120)의 메모리(23)에 저장된 함수(function)에 기초하여 계산될 수 있다. 제3 단계(단계 255)에서, 새로운 적색 전류 값이 전류 환산계수와 EIM(120)의 비휘발성 메모리(23)에 저장된 공칭 전류에 기초하여 계산된다.
Figure pat00021
제4 단계(단계 256)에서, 새로운 적색 전류가 적색 LED(102R)에 대한 최대 허용 전류를 초과하는지 여부의 평가가 이루어진다. 초과하지 않는 경우, 적색 전류 값이 실행된다(단계 257), 초과하는 경우, 새로운 청색 전류 값이 계산되고 실행된다(단계 258). 새로운 청색 전류 값은 다음과 같이 계산될 수 있다:
Figure pat00022
방법(230)의 실행 후 적색 전류 값과 청색 전류 값을 관련시키는 전류 비율이 계산될 수 있다. 이 전류 비율은 상기 방법의 실행 동안에 모듈(100)의 온도와 관련될 수 있다. 방법(230)의 실행 결과로 전류 값들이 조정되어 적색 LED와 청색 LED 사이의 목표 세기 비율이 달성되기 때문에, 전류의 추가 조정은 그 온도에서 더 이상 필요하지 않다. 이와 같이, 방법(260)의 변경 시, 온도 종속 전류 환산계수들은 방법(260)의 실행 동안 사용 전에 방법(230)의 실행의 온도에 대하여 정규화될 수 있다.
어떤 실시예에서는, 전술한 방법들은 EIM(120)의 엘리먼트들에 의해 부분적으로 또는 전체적으로 실행될 수 있다. 그러나 어떤 다른 실시예에서는, 전술한 방법들은 LED 기반 조명 모듈(100)에 통신 가능하게 접속된 원격 장치에 의해 부분적으로 또는 전체적으로 실행될 수 있다. 이들 실시예에서, 전술한 방법들의 실행과 관련된 연산상의 부담의 일부 또는 전부는 LED 기반 조명 모듈(100)로부터 덜어질 수 있다. 또한, 원격 장치(예컨대, 모바일 컴퓨터, 개인용 컴퓨터, 전용 휴대용 장치 등)를 사용하여 LED 기반 조명 모듈(100)의 성능의 측면들을 엔터티(예컨대, 고객, 관리요원, 사용자 등)에게 전달하는 것이 바람직할 수 있다. 또한, LED 기반 조명 모듈(100)에 대한 추후 동작 명령들을 결정하기 위해 상기 엔터티로부터 정보를 수신하는 것이 바람직할 수 있다.
도 36은 LED 기반 조명 모듈(100), LED 기반 조명 모듈(100)에 통신 가능하게 연결된 컴퓨터(291), 및 컴퓨터(291)와 상호작용하는 엔터티(293)를 포함하는 시스템(300)의 전형적인 실시예를 도시한다. 어떤 실시예에서는, 컴퓨터(291)는 인터넷(292)을 통해 LED 기반 조명 모듈(100)에 통신 가능하게 연결될 수 있다. 그러나 어떤 실시예에서는 컴퓨터(291)는 다른 통신 수단(예컨대, LAN, RF, IR 등)에 의해 LED 기반 조명 모듈(100)에 통신 가능하게 연결될 수 있다. 이것은 모든 LED 기반 조명 모듈(100)에 인터넷 연결을 포함하는 비용을 피하기 위해서 바람직할 수 있다. 또 다른 예에서, 컴퓨터(291)는 LED 기반 조명 모듈과 간접적으로 통신할 수 있다. 예를 들면 컴퓨터(도시되지 않음)는 LED 기반 조명 모듈(100)에 내장되어 통신가능하게 연결될 수 있다. 이 컴퓨터는 또한 인터넷(292)을 통해 컴퓨터(291)와 통신하도록 구성될 수 있다. 이와 같이, 로컬 컴퓨터는 컴퓨터(291)와 LED 조명 모듈(100) 사이에 위치한다. 예를 들면, 컴퓨터는 집중형 로컬 광 관리 서버일 수 있다. 컴퓨터(291)는 인터넷(292)을 통해 엔터티(293)와 상호작용할 수 있다(예컨대, 엔터티(293)는 웹 기반 인터페이스를 사용하여 인터넷을 통해 컴퓨터(291)와 상호작용한다). 어떤 다른 실시예에서, 컴퓨터(291)는 엔터티(293)와 로컬(예컨대, 로컬 응용 인터페이스를 통해) 상호작용할 수 있다.
컴퓨터(291)는 예컨대 조명 관리 서비스 조직에 의해 운영되는 전용 컴퓨터일 수 있다. 이들 실시예에서, 컴퓨터(291)는 인터넷을 통해 LED 기반 조명 모듈과 직접 또는 간접으로 통신하고 인터넷을 통해 고객과 통신한다. 어떤 실시예에서는, 컴퓨터(291)는 다수의 LED 기반 조명 모듈(100)로부터 데이터를 수집하고 이 명세서에서 설명된 방법들을 실행한다. 예를 들면, 컴퓨터(291)는 각 모듈의 AET에 관한 데이터, 동작 전류 레벨, 동작 온도 레벨, 및 시간에 따른 광속(lumen) 저하 데이터를 수집할 수 있다. 이 수집된 데이터에 기초하여, 컴퓨터(291)는 LED 기반 조명 모듈(100)에 대한 엄밀한 수명 측정을 결정할 수 있다.
도 36의 실시예에서, "연장 수명 제안(ELO: Extended Lifetime Offer)" 툴(290)이 컴퓨터(291)에 의해 실행된다. 도 36에서와 같이, ELO 툴(290)은 LED 기반 조명 모듈(100)과 엔터티(293)의 상호작용을 용이하게 하는 애플리케이션이다. 일 예에서, LED 기반 조명 모듈(100)은 LED 기반 조명 모듈의 AET와 TLV 사이의 차이와 LED 기반 조명 모듈(100)의 추정 잔류 수명을 표시하는 메시지(294)를 컴퓨터(291)에 통신한다. 수신된 메시지(294)에 기초하여, ELO 툴(290)은 연장 수명 제안(295)을 생성한다. LED 기반 조명 모듈(100)의 추정 잔류 수명이 상기 모듈의 AET와 TLV 사이의 차이를 초과하는 경우에, LED 기반 조명 모듈(100)의 유용한 동작 수명은 초기 TLV를 넘어서 연장될 수 있을 것으로 예상된다. 일 예에서, 상기 추정 잔류 수명이 LED 기반 조명 모듈의 AET와 TLV 사이의 차이를 초과하는 시간의 양만큼 LED 기반 조명 모듈(100)의 동작 수명을 연장하기 위한 연장 수명 제안(295)이 비용을 지불하고 생성될 수 있다.
또 다른 예에서, LED 기반 조명 모듈(100)은 LED 기반 조명 모듈(100)의 추정 경과 수명와 AET를 표시하는 메시지(294)를 통신한다. 수신된 메시지(294)에 기초하여, ELO 툴(290)은 연장 수명 제안(295)을 생성한다. AET가 LED 기반 조명 모듈(100)의 추정 경과 수명을 초과하는 경우에, LED 기반 조명 모듈(100)의 유용한 동작 수명은 초기 TLV를 넘어서 연장될 것으로 예상된다. 일 예에서, AET가 LED 기반 조명 모듈(100)의 추정 잔류 수명을 초과하는 양만큼 LED 기반 조명 모듈의 동작 수명을 연장하기 위한 연장 수명 제안(295)이 비용을 지불하고 생성될 수 있다.
컴퓨터(291)는 연장 수명 제안(295)을 포함하는 메시지(296)를 엔터티(293)에 통신한다. 엔터티(293)는 상기 제안을 수락하는 것을 선택하고, 연장 수명 제안(295)의 수락을 표시하는 회신 메시지(294)를 컴퓨터(291)에 송신한다. 응답으로, 컴퓨터(291)는 LED 기반 조명 모듈(100)이 연장된 수명 기간 동안 동작할 권한이 있음을 표시하는 메시지(298)를 LED 기반 조명 모듈(100)에 통신한다. 예를 들면, 메시지(298)는 초기에 프로그램된 TLV 값을 초과하는 갱신된 TLV 값을 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 메시지(298)는 초기 TLV 값을 초과하는 상이한 TLV 값이 이용되는 것을 가능하게 하는 해제 코드(unlock code)를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, ELO 툴(290)은 특정 LED 기반 조명 모듈(100)에 관련된 연장 수명 추정에 기초하여 연장 수명 제안(295)을 생성한다. 그러나 ELO 툴(290)은 또한 다수의 LED 기반 조명 모듈(예컨대, 수천 개의 모듈)에 통신 가능하게 연결될 수 있다. 어떤 예에서는, ELO 툴(290)은 다수의 모듈로부터 수집된 동작 정보에 기초하여 연장 수명 제안(295)을 생성할 수 있다. 예를 들면, 다수의 모듈로부터 수집된 동작 정보에 기초하여, 특정 제품 코드 또는 패밀리의 모듈들의 수명 예상이 초기 예상보다 더 긴 유용한 수명을 가질 것으로 판정될 수 있다. 어떤 다른 예에서는, 다수의 모듈들로부터 수집된 동작 정보와 LED 기반 조명 모듈(100)에 독특한 정보의 조합이 연장 수명 제안(295)을 생성하기 위한 기초로서 사용될 수 있다.
교육적인 목적으로 어떤 특정 실시예들이 설명되었지만, 이 특허 문헌의 내용은 보편적인 적용가능성을 가지며 전술한 특정 실시예에 한정되지 않는다. 일 예에서, EIM(120)은 버스(21), PDIC(34), 프로세서(22), ETCM(27), 상당량의 비휘발성 메모리(26)(예컨대, EPROM), 상당량의 비휘발성 메모리(23)(예컨대, 플래시 메모리), 적외선(IR) 트랜시버(25), RF 트랜시버(24), 센서 인터페이스(I/F)(28), 파워 컨버터 인터페이스(I/F)(29), 파워 컨버터(30), 및 LED 선택 모듈(40)을 포함하는 것으로 설명된다. 그러나 다른 실시예에서는, 이 요소들 중 어느 것이라도 그 기능이 필요하지 않다면 배제될 수 있다. 또 다른 예에서, PDIC(34)는 통신을 위해 IEEE 802.3 표준을 따르는 것으로 설명된다. 그러나 데이터와 파워의 송수신의 목적으로 파워와 데이터를 구별하는 어떤 방식이라도 채용될 수 있다. 또 다른 예에서, 경보의 전달이 다양한 조건에 대한 응답으로 설명되었다. 그러나 모듈(100)을 중지하거나, 동작을 계속하기 위한 코드를 요청하거나, 추가 LED를 조명하는(예컨대, LED 선택 모듈(40)에 추가 LED들을 조명하도록 명령함) 것을 포함한 다른 응답들이 고려될 수 있을 것이다. 또 다른 예에서, 특정 컬러의 LED(예컨대, 적색 LED 및 청색 LED) 또는 특정 컬러의 형광체 방출(예컨대, 적색 형광체 및 황색 형광체)을 지칭하는 방법들이 설명되었다. 그러나 전술한 방법들은 임의의 컬러 LED 또는 임의의 컬러 형광체 방출에 적용될 수 있다. 또 다른 예에서, 검출기들은 가시광 범위에 대하여 측정 능력을 갖는 것으로 설명되었다. 그러나 특정 파장 범위에 대해 민감성을 갖는 검출기들이 채용될 수도 있다. 또 다른 예에서, LED의 품질이 떨어질 때 출력 세기 목표를 축소하는(scale back) 방법들이 설명되었다. 그러나 추가의 사용되지 않은 LED들이 모듈의 일부로서 포함될 수 있고 결함 있는 LED를 대체하기 위해 또는 모듈(100)의 출력 세기 능력을 증대시키기 위해 LED 선택 모듈(40)을 사용하여 선택적으로 조명될 수 있다.
따라서, 전술한 실시예들의 다양한 특징들의 조합과 다양한 수정, 및 변경이 청구범위에 제시된 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 실행될 수 있다.

Claims (28)

  1. 기동 조건으로부터 LED 기반 조명 모듈을 조명하는 것에 대한 상기 LED 기반 조명 모듈의 과도 응답을 측정하는 단계, 및
    실제로 열적 결함이 발생하기 전에 상기 측정된 과도 응답에 기초하여 상기 LED 기반 조명 모듈의 열적 결함을 추정하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 측정된 과도 응답은 상기 LED 기반 조명 모듈의 온도 및 플럭스 출력으로 구성된 그룹에서 취해지는, 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 측정하는 단계 및 추정하는 단계는 상기 LED 기반 조명 모듈에 의해 실행되는, 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 측정하는 단계는 상기 LED 기반 조명 모듈의 광 혼합 캐비티 내에 배치된 온도 센서를 이용하는, 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 측정하는 단계는 상기 LED 기반 조명 모듈의 출력창의 뷰 내에 배치된 플럭스 센서를 이용하는, 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 추정하는 단계는 상기 LED 기반 조명 모듈의 프로세서를 이용하는, 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 측정하는 단계는 상기 LED 기반 조명 모듈을 조명한 이후의 기간에서 상기 LED 기반 조명 모듈의 온도를 측정하는 것을 포함하는, 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 기간은 1초보다 큰, 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 추정하는 단계는 상기 측정된 과도 응답을 미리 결정된 문턱값과 비교하는 것을 포함하는, 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 추정하는 단계에 의해 열적 결함이 표시되면, 경보를 통신하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 추정하는 단계에 의해 열적 결함이 표시되면,
    상기 LED 기반 조명 모듈을 정지하는(shutting down) 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  12. 제1 전류 값으로 구동되고 제1 컬러 특성을 갖는 광을 방출하는 제1 LED에 의해 조명된 LED 기반 조명 모듈에 대해 제1 플럭스 세기 값을 측정하는 단계,
    제1 LED의 제1 목표 플럭스 세기 값, 제1 플럭스 세기 값 및 제1 전류 값에 기초하여 제2 전류 값을 결정하는 단계,
    제2 전류 값이 제1 LED의 최대 허용 전류 값을 초과하는지를 결정하는 단계,
    제1 플럭스 세기 값, 제1 전류 값, 최대 허용 전류 값에 기초하여 상기 제1 목표 플럭스 세기 값을 감소시켜, 제1 감소된 목표 플럭스 세기 값을 생성하는 단계,
    제2 컬러 특성을 가진 광을 방출하는 제2 LED에 대한 제2 목표 플럭스 세기 값을, 상기 제1 감소된 목표 플럭스 세기 값 및 제1 LED의 플럭스 세기와 제2 LED의 플럭스 세기의 미리 결정된 비율에 기초하여 감소시켜, 제2 감소된 목표 플럭스 세기 값을 생성하는 단계,
    제3 전류 값으로 구동되는 제2 LED에 의해 조명된 LED 기반 조명 모듈에 대해 제2 플럭스 세기 값을 측정하는 단계, 및
    제2 감소된 목표 플럭스 세기 값, 제2 플럭스 세기 값 및 제2 전류 값에 기초하여 제4 전류 값을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    제1 LED는 제1 LED에 대한 최대 허용 전류 값에 의해 구동되고, 제2 LED는 제4 전류 값에 의해 구동되는, 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    제1 LED와 제2 LED는 마운팅 보드에 마운팅되고,
    제1 및 제2 플럭스 세기 값을 측정하는 단계는 상기 마운팅 보드에 마운팅된 플럭스 센서를 이용하는, 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    제3 및 제4 전류 값을 결정하는 단계는 상기 LED 기반 조명 모듈의 프로세서를 이용하는, 방법.
  16. LED 기반 조명 모듈의 온도를 측정하는 단계,
    측정된 온도에 기초하여 전류 환산 계수를 결정하는 단계, 및
    상기 전류 환산 계수와 제1 공칭 전류 값에 기초하여 제1 목표 전류 값을 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 전류 환산 계수는 제1 컬러 방출 특성을 갖는 제1 LED에 인가된 제1 전류 값을 제2 컬러 방출 특성을 갖는 제2 LED에 인가된 제2 전류 값에 관련시키는, 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1 목표 전류 값이 미리 결정된 값을 초과하면, 상기 전류 환산 계수와 제2 공칭 전류 값에 기초하여 제2 목표 전류 값을 결정하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1 목표 전류 값이 미리 결정된 값을 초과하지 않으면, 상기 제1 목표 전류 값이 적어도 제1 LED에 인가되는, 방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 전류 환산 계수를 결정하는 단계는 상기 LED 기반 조명 모듈의 메모리에 저장된 값을 판독하는 것을 포함하는, 방법.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 전류 환산 계수를 결정하는 단계는 상기 LED 기반 조명 모듈의 메모리에 저장된 두 값의 중간으로 근사(interpolating)하는 것을 포함하는, 방법.
  21. 동작 기간 동안에 측정된 동작 조건의 실제 값 및 동작 조건의 공칭 값에 기초하여 LED 기반 조명 모듈의 상이한 동작 기간에 대하여 복수의 증분 가속 인자를 계산하는 단계;
    상기 복수의 증분 가속 인자에 적어도 부분적으로 기초하여 누적 가속 인자를 결정하는 단계; 및
    상기 누적 가속 인자를 가지고 상기 LED 기반 조명 모듈의 동작의 누적된 경과 시간을 조정하는(scaling) 것에 기초하여 상기 LED 기반 조명 모듈의 경과된 수명을 추정하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 증분 가속 인자는 동작 기간 동안 상기 LED 기반 조명 모듈의 동작의 누적된 경과 시간을 조정하는, 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 동작 조건은 온도, 전류, 및 상대습도로 구성된 그룹에서 취해지는, 방법.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 누적 가속 인자를 결정하는 단계는 상기 복수의 증분 가속 인자들을 평균하는 것을 포함하는, 방법.
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 경과된 수명을 추정하는 단계는 상기 LED 기반 조명 모듈의 프로세서에 의해 실행되는, 방법.
  25. 제 21 항에 있어서,
    상기 LED 기반 조명 모듈의 동작의 누적된 경과시간은 상기 LED 기반 조명 모듈에 의해 결정되는, 방법.
  26. 제 21 항에 있어서,
    상기 LED 기반 조명 모듈의 경과 수명과 미리 결정된 문턱 값을 비교하는 단계; 및
    상기 LED 기반 조명 모듈의 경과 수명이 상기 미리 결정된 문턱 값을 초과하면 경보를 통신하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  27. 제 21 항에 있어서,
    상기 LED 기반 조명 모듈의 경과 수명과 미리 결정된 문턱 값을 비교하는 단계; 및
    상기 LED 기반 조명 모듈의 경과 수명이 상기 미리 결정된 문턱 값을 초과하면 상기 LED 기반 조명 모듈을 정지하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  28. 제 21 항에 있어서,
    상기 LED 기반 조명 모듈의 경과 수명과 미리 결정된 문턱 값을 비교하는 단계; 및
    상기 LED 기반 조명 모듈의 경과 수명이 상기 미리 결정된 문턱 값을 초과하면 코드 값을 요청하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
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