KR20190089909A - 발광 디바이스 및 조명 디바이스 - Google Patents

발광 디바이스 및 조명 디바이스 Download PDF

Info

Publication number
KR20190089909A
KR20190089909A KR1020197016389A KR20197016389A KR20190089909A KR 20190089909 A KR20190089909 A KR 20190089909A KR 1020197016389 A KR1020197016389 A KR 1020197016389A KR 20197016389 A KR20197016389 A KR 20197016389A KR 20190089909 A KR20190089909 A KR 20190089909A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
optical
optical power
light
segmented
layer
Prior art date
Application number
KR1020197016389A
Other languages
English (en)
Inventor
아르젠 거벤 반 데어 시즈드
퀸트 반 부스트 베이더
니콜라 페퍼
Original Assignee
루미레즈 엘엘씨
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 루미레즈 엘엘씨 filed Critical 루미레즈 엘엘씨
Publication of KR20190089909A publication Critical patent/KR20190089909A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/15—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission
    • H01L27/153—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • F21K9/64—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction using wavelength conversion means distinct or spaced from the light-generating element, e.g. a remote phosphor layer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/04—Refractors for light sources of lens shape
    • F21V5/045—Refractors for light sources of lens shape the lens having discontinuous faces, e.g. Fresnel lenses
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B15/00—Special procedures for taking photographs; Apparatus therefor
    • G03B15/02—Illuminating scene
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/15—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission
    • H01L27/153—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars
    • H01L27/156—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars two-dimensional arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502—Wavelength conversion materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/505—Wavelength conversion elements characterised by the shape, e.g. plate or foil
    • H05B33/0842—
    • H05B33/0845—
    • H05B37/0218—
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10—Controlling the intensity of the light
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/20—Controlling the colour of the light
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/30—Driver circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/105—Controlling the light source in response to determined parameters
    • H05B47/11—Controlling the light source in response to determined parameters by determining the brightness or colour temperature of ambient light
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/155—Coordinated control of two or more light sources
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/165—Controlling the light source following a pre-assigned programmed sequence; Logic control [LC]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B15/00—Special procedures for taking photographs; Apparatus therefor
    • G03B15/02—Illuminating scene
    • G03B15/03—Combinations of cameras with lighting apparatus; Flash units
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B2215/00—Special procedures for taking photographs; Apparatus therefor
    • G03B2215/05—Combinations of cameras with electronic flash units
    • G03B2215/0564—Combinations of cameras with electronic flash units characterised by the type of light source
    • G03B2215/0567—Solid-state light source, e.g. LED, laser
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0091—Scattering means in or on the semiconductor body or semiconductor body package
    • H01L33/0079—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005—Processes
    • H01L33/0093—Wafer bonding; Removal of the growth substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/507—Wavelength conversion elements the elements being in intimate contact with parts other than the semiconductor body or integrated with parts other than the semiconductor body
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Led Devices (AREA)
  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Stroboscope Apparatuses (AREA)

Abstract

세그먼트화된 광 또는 광학적 파워 방출 디바이스 및 조명 디바이스가 설명된다. 세그먼트화된 디바이스는 n-층과 p-층 사이에 배치된 활성 층을 포함하는 광 또는 광학적 파워 방출 반도체 구조물을 갖는 다이를 포함한다. 트렌치들은 적어도 반도체 구조물 내에 형성되고 다이를 개별적으로 어드레싱가능한 세그먼트들로 분리한다. 활성 층은 제1 컬러 포인트 또는 스펙트럼을 갖는 광 또는 광학적 파워를 방출한다. 적어도 하나의 파장 변환 층은 다이에 인접하고 광 또는 광학적 파워를 적어도 하나의 제2 컬러 포인트 또는 스펙트럼을 갖는 광 또는 광학적 파워로 변환하고, 광 또는 광학적 파워 방출 디바이스에 의해 방출되는 총 광 또는 광학적 파워로 변환되지 않은 적어도 하나의 파장 변환 층을 통과하는 펌프 광 또는 광학적 파워의 에너지 비율을 10% 미만으로 제한한다.

Description

발광 디바이스 및 조명 디바이스
관련 출원에 대한 교차 참조
본 출원은 2016년 11월 7일에 출원된 미국 가특허 출원 번호 제62/418,447호, 2017년 11월 5일에 출원된 미국 정규 특허 출원 번호 제15/803,803호의 이익을 주장하며, 이 미국 출원들은 전체가 기재된 것처럼 참조로 포함된다.
발광 다이오드들, 공진 캐비티 발광 다이오드들, 수직 캐비티 레이저 다이오드들, 및 에지 방출 레이저들을 포함하는, (자외선(UV) 또는 적외선(IR) 광학적 파워(optical power)를 방출하는 디바이스들과 같은) 반도체 발광 디바이스들 또는 광학적 파워 방출 디바이스들은 현재 이용가능한 가장 효율적인 광원들 중에 있다. 이들의 콤팩트한 크기 및 더 낮은 전력 요건들로 인해, 예를 들어, 반도체 광 또는 광학적 파워 방출 디바이스들(간략함을 위해 본 명세서에서 LED들로 지칭됨)은 카메라들 및 휴대폰들과 같은 핸드헬드 배터리-전력공급형 디바이스들(hand-held battery-powered devices)에 대한, 카메라 플래시들과 같은 광원들에 대한 매력적인 후보들이다. 이들은 또한 비디오에 대한 토치(torch for video)에 사용될 수 있고, 집, 상점, 사무실 및 스튜디오 조명, 극장/무대 조명 및 건축화 조명과 같은 일반적인 조명에 사용될 수 있다. 단일 LED는 종종 전형적인 광원보다 덜 밝은 광을 제공하고, 따라서, LED들의 어레이들은 이러한 응용들을 위해 종종 사용된다.
세그먼트화된(segmented) 광 또는 광학적 파워 방출 디바이스 및 조명 디바이스가 설명된다. 세그먼트화된 디바이스는 n-층과 p-층 사이에 배치된 활성 층을 포함하는 광 또는 광학적 파워 방출 반도체 구조물을 갖는 다이를 포함한다. 트렌치들은 적어도 반도체 구조물 내에 형성되고 다이를 개별적으로 어드레싱가능한 세그먼트들로 분리한다. 활성 층은 제1 컬러 포인트 또는 스펙트럼을 갖는 광 또는 광학적 파워를 방출한다. 적어도 하나의 파장 변환 층은 다이에 인접하고 광 또는 광학적 파워를 적어도 하나의 제2 컬러 포인트 또는 스펙트럼을 갖는 광 또는 광학적 파워로 변환하고, 광 또는 광학적 파워 방출 디바이스에 의해 방출되는 총 광 또는 광학적 파워로 변환되지 않은 적어도 하나의 파장 변환 층을 통과하는 펌프 광 또는 광학적 파워의 에너지 비율을 10% 미만으로 제한한다.
도 1a는 모든 세그먼트에 걸쳐 단일의 완전히 변환하는 파장 변환 층을 갖는 3개의 어드레싱가능한 세그먼트에 걸쳐서 취해진 예시적인 세그먼트화된 LED의 단면의 뷰를 제공하는 도면이다.
도 1b는 완전히 광학적으로 밀봉되지 않고 하나 이상의 세그먼트에 걸쳐 각각 배치되는 개별적인 완전히 변환하는 파장 변환 층들을 갖는 3개의 어드레싱가능한 세그먼트에 걸쳐서 취해진 예시적인 세그먼트화된 LED의 단면의 뷰를 제공하는 도면이다.
도 1c는 부분적으로 세그먼트화되고 모든 세그먼트에 걸쳐 배치되는 단일의 완전히 변환하는 파장 변환 층을 갖는 3개의 어드레싱가능한 세그먼트에 걸쳐서 취해진 예시적인 세그먼트화된 LED의 단면의 뷰를 제공하는 도면이다.
도 1d는 산란 또는 오프 상태 백색 층 오버레이(scattering or off state white layer overlay)를 갖는 3개의 어드레싱가능한 세그먼트에 걸쳐서 취해진 예시적인 세그먼트화된 LED의 단면의 뷰를 제공하는 도면이다.
도 1e는 부분적으로 세그먼트화된 산란 또는 오프 상태 백색 층 오버레이를 갖는 3개의 어드레싱가능한 세그먼트에 걸쳐서 취해진 예시적인 세그먼트화된 LED의 단면의 뷰를 제공하는 도면이다.
도 1f는 3개의 어드레싱가능한 세그먼트에 걸쳐 취해진 예시적인 세그먼트화된 지향성 청색 LED(segmented directed blue LED)의 단면의 뷰를 제공하는 도면이다.
도 2는 예시적인 스마트폰의 배면의 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 듀얼 세그먼트화된 LED들을 포함하는 예시적인 플래시 모듈들의 도면들이다.
도 3c는 3개의 세그먼트화된 LED를 포함하는 예시적인 플래시 모듈의 도면이다.
도 4는 스마트폰 카메라와 같은 카메라에서 사용하기 위한 예시적인 이미징 시스템의 블록도이다.
도 5는 세그먼트들에 의해 출력되는 광 또는 광학적 파워가 하나 이상의 LED로부터 단거리에서 혼합되는 하나 이상의 세그먼트화된 LED를 동작시키는 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 6a, 도 6b, 도 6c 및 도 6d는 촬영될 장면 상에 하나 이상의 세그먼트화된 LED의 이미지 또는 이미지들을 투영하기 위한 프레넬(Fresnel) 렌즈들의 상이한 배열들을 도시하는 예시적인 이미징 시스템들의 도면들이다.
도 7a, 도 7b, 도 8a, 도 8b, 도 9a, 도 9b, 도 10a 및 도 10b는 하나 이상의 세그먼트화된 LED의 세그먼트들이 장면 내의 타겟 객체를 상이하게 조명하기 위해 단일 전류 또는 가변 전류들로 어드레싱될 수 있는 상이한 방식들의 예들을 예시하는 도면들이다.
도 11은 세그먼트들에 의해 출력되는 광이 장면 상에 투영되는 하나 이상의 세그먼트화된 LED를 동작시키는 예시적인 방법의 흐름도이다.
다이의 개별 세그먼트들을 서로 전기적으로 절연시키는 트렌치들이 형성된 단일 반도체 다이를 포함하는 세그먼트화된 반도체 광 또는 광학적 파워 방출 디바이스(간략함을 위해 본 명세서에서 LED들로 지칭됨)가 본 명세서에서 설명된다. 각각의 세그먼트는 세그먼트들이 개별적으로 어드레싱될 수 있도록 회로 보드 상의 금속 트레이스들에 개별적으로 접촉되어 결합될 수 있다. 개별 LED들의 어레이와 비교하여, 본 명세서에서 설명되는 바와 같은 세그먼트화된 LED는 어셈블리에서 더 용이한 제조를 통해(예를 들어, 정확한 포지셔닝(positioning)을 갖는 더 적은 픽 앤 플레이스(pick and place) 단계들이 요구될 수 있음) 그리고 비용이 크게 감소되어 생성될 수 있다. 또한, 세그먼트화된 LED는 개별 LED들의 어레이보다 감소된 볼륨(사이즈)을 가질 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 실시예들에서, 디바이스는 하나보다 많은 세그먼트화된 LED(예를 들어, 듀얼 LED 플래시 모듈)를 포함할 수 있고, 여기서 각각의 세그먼트화된 LED는 특정 컬러 포인트 또는 스펙트럼의 광을 제공한다. 세그먼트화된 LED들의 개별 세그먼트들은 (예컨대, 비디오에 대한 토치, 스튜디오 조명, 극장/무대 조명 또는 건축화 조명을 위한) 정확한 컬러 포인트 또는 타겟 스펙트럼 제어된 플래시 또는 다른 출력 광을 제공하기 위해, 다른 세그먼트들이 오프 상태로 유지되는 동안, 어드레싱될 수 있다. 예를 들어, 듀얼 LED 플래시 모듈의 경우, 냉백색 세그먼트화된 LED(cool white segmented LED)에서의 세그먼트들 및 온백색 세그먼트화된 LED(warm white segmented LED)에서의 세그먼트들은 주변 광에 따라 더 따뜻하거나 더 차가운 조합된 출력 광을 제공하도록 선택적으로 어드레싱될 수 있다. LED들 및/또는 세그먼트들의 다른 컬러들 또는 스펙트럼들은 또한 미세하게 튜닝된 컬러 포인트 또는 타겟 스펙트럼을 생성하는 데 사용될 수 있다.
플래시 모듈 또는 다른 조명 모듈의 전체 밝기 레벨은, 세그먼트화된 LED들에서 더 많거나 더 적은 세그먼트들을 어드레싱함으로써, 동일한 구동 전류로도, 증가 또는 감소될 수 있다. 밝기는 또한 구동 전류를 변화시킴으로써 변화될 수 있다. 또한, 세그먼트화된 LED들의 이미지를 촬영될 장면 상에 투영하고, 장면의 상이한 영역들 상에 투영된 플래시의 밝기 및/또는 컬러 포인트 또는 타겟 스펙트럼을 변화시킴으로써 다양한 조명 효과들이 달성될 수 있다.
세그먼트화된 LED, 또는 근접하게 이격되는 다수의 LED들 또는 세그먼트들을 포함하는 임의의 디바이스의 경우, 하나의 LED 또는 세그먼트에 의해 방출되는 펌프 광 또는 광학적 파워의 적어도 일부(즉, LED의 활성 층에 의해 방출되는 변환되지 않은 광 또는 광학적 파워)가 이웃하는 LED들 또는 세그먼트들로 교차할 가능성이 있다. 이것이 발생할 때, 이웃하는 LED 또는 세그먼트 내의 인광체들의 구성 및 펌프 광의 컬러 포인트 또는 스펙트럼에 따라, 이웃하는 LED 또는 세그먼트 내로 교차하는 광은 그의 인광체들을 활성화시킬 수 있다. 따라서, 에너지가 공급되고 있지 않은 이웃하는 LED 또는 세그먼트는 순수 인광체 컬러 또는 스펙트럼을 방출할 수 있다. 예를 들어, 이트륨 알루미늄 가넷(Yttrium aluminum garnet)(YAG) 인광체 층에 의해 커버되는 청색 펌프 광을 방출하는 LED들 또는 세그먼트들의 어레이에 대해, 에너지가 공급되고 있지 않은 이웃하는 LED 또는 세그먼트는 이웃하는 LED로부터의 청색 펌프 광이 그 안으로 교차할 때 황색으로 점등될 수 있다. 이러한 현상은, 예를 들어, 그것이 출력되는 광 또는 광학적 파워가 혼합되는 응용들에서 LED 또는 어레이에 의해 출력되는 복합 광 또는 광학적 파워의 컬러 포인트 또는 스펙트럼을 변경할 수 있거나 또는 개별 픽셀들의 컬러 포인트 또는 타겟 스펙트럼을 변경할 수 있다는 것을 포함하는 다수의 이유들로 바람직하지 않을 수 있다.
LED에 의해 방출되는 총 광 또는 광학적 파워로 변환되지 않은 파장 변환 층을 통과하는 펌프 광 또는 광학적 파워(예를 들어, 청색 펌프 광)의 에너지 비율을 일부 실시예들에서는 10% 미만으로, 그리고 일부 실시예들에서는 2% 미만으로 제한하면서 원하는 컬러 포인트 또는 타겟 스펙트럼을 갖는 광 출력을 생성하는 완전히 변환하는 파장 변환 층(예를 들어, 인광체 층)을 사용하는 다양한 실시예들이 본 명세서에서 설명된다.
세그먼트들이 근접하게 이격되는 세그먼트화된 LED에서 사용될 때, 이러한 완전히 변환하는 파장 변환 층을 사용하면, 이웃하는 세그먼트들이 원하지 않는 컬러 또는 스펙트럼들을 점등하는 현상이 감소되거나 제거될 것이며, 그 이유는 완전히 변환하는 파장 변환 층이 세그먼트에 진입하는 임의의 표유(stray) 광 또는 광학적 파워를 원하는 컬러 또는 스펙트럼들로 변환할 것이기 때문이다. 즉, 이웃하는 세그먼트 내로 교차하는 임의의 표유 펌프 광 또는 광학적 파워는 이웃하는 LED로 하여금 에너지가 공급된 세그먼트와 동일한 컬러 포인트 또는 타겟 스펙트럼을 갖는 더 낮은 밝기 광 또는 광학적 파워를 방출하게 할 것이다. 또한, 에너지가 공급된 세그먼트로부터 떨어져 완전히 변환하는 파장 변환 층에서 이동하는 광은 여전히 동일한 순수 인광체 컬러 또는 스펙트럼일 것이고, 그 이유는 인광체 층은 에너지가 공급된 세그먼트 위로 직접 누설 펌프 광 또는 광학적 파워(예를 들어, 청색)에 혼합되지 않도록 충분히 두껍게 및/또는 조밀하게 만들어질 수 있기 때문이다. 이것은 세그먼트화된 LED들에 대한 매우 정확한 컬러 포인트 또는 타겟 스펙트럼 선택을 가능하게 하는데, 그 이유는 이웃하는 LED들 또는 세그먼트들 사이의 광학적 크로스 토크가 LED의 전체 컬러 포인트 또는 타겟 스펙트럼에 영향을 미치지 않기 때문이다. 세그먼트화된 LED의 이미지가 장면 상에 투영되는 실시예들에서, 완전히 변환하는 파장 변환 층들의 사용은 또한 세그먼트들 사이의 광학적 크로스 토크가, 특히, 장면에서 가시적 컬러 또는 스펙트럼 전이를 생성할 수 있는 세그먼트들의 테두리에서 컬러 또는 스펙트럼을 시프트하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 장면을 조명하는 컬러 또는 스펙트럼은 일정하게 될 수 있고, 장면의 투영된 이미지의 위치의 함수로서 변하지 않을 수 있다.
도 1a는 3개의 어드레싱가능한 세그먼트에 걸쳐 취해진 세그먼트화된 LED(100)의 단면의 뷰를 제공하는 도면이다. 예시된 세그먼트화된 LED(100A)는, 하나 이상의 n-타입 층(130), 하나 이상의 p-타입 층(140), 및 광 또는 광학적 파워 방출 활성 영역(135)이 그 위에 성장되는, 사파이어 성장 기판과 같은 기판(110)으로부터 형성된 광 또는 광학적 파워 방출 구조물을 포함하는 반도체 다이를 포함한다. 트렌치들(170a 및 170b)은 LED(100A)를, 트렌치들을 통해 서로 전기적으로 절연되는 세그먼트들(160a, 160b 및 160c)로 세그먼트화하기 위해 다이 내에 (예를 들어, 에칭에 의해) 형성된다. 각각의 세그먼트(160)에는 그 자신의 콘택들(contacts)(145 및 150)이 제공된다. 각각의 세그먼트에 대한 콘택들(145 및 150)은 회로 보드(165) 상의 금속 트레이스들(도시되지 않음)에 접촉하고, 이것은 전류가 각각의 세그먼트(160)에 개별적으로 인가될 수 있게 해서, 세그먼트들이 임의의 조합으로 그리고 동일 또는 가변 전류 레벨로 개별적으로 어드레싱되고 턴온될 수 있게 한다.
광 또는 광학적 파워 방출 반도체 구조물은 파장 변환 재료를 통해 (예를 들어, 백색 광 또는 더 넓은 스펙트럼으로) 변환될 수 있는 광 또는 광학적 파워를 방출하는 임의의 광 또는 광학적 파워 방출 반도체 구조물일 수 있다. 그러한 반도체 구조물의 예는 갈륨, 알루미늄, 인듐, 및 질소의 2원, 3원 및 4원 합금들 중 하나 이상으로부터 형성된 반도체 구조물과 같은 청색, 보라색 또는 자외선(UV) 광을 방출하는 Ⅲ-질화물 구조물이다. 반도체 구조물의 다른 예들은 III-V족 재료들, II-인화물 재료들, III-비화물 재료들, II-VI족 재료들, 아연 산화물(ZnO) 또는 실리콘(Si)계 재료들로부터 형성된 반도체 구조물들을 포함할 수 있다. 반도체 레이저가 또한 사용될 수 있다.
n-타입 영역(130)은 성장 기판(110) 상에 성장될 수 있고, 반도체 재료의 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 이러한 층 또는 층들은 상이한 조성들 및 도펀트 농도들을 포함할 수 있고, 예를 들어, 버퍼 또는 핵형성 층들과 같은 준비 층들, 및/또는 성장 기판의 제거를 용이하게 하도록 설계된 층들을 포함한다. 이 층들은 n-타입이거나 의도적으로 도핑되지 않을 수 있거나, 심지어 p-타입 디바이스 층들일 수도 있다. 층들은 광 또는 광학적 파워 방출 영역이 광 또는 광학적 파워를 효율적으로 방출하기에 바람직한 특정 광학, 재료, 또는 전기적 특성들을 위해 설계될 수 있다. n-타입 영역(130)과 마찬가지로, p-타입 영역(140)은 의도적으로 도핑되지 않은 층들, 또는 n-타입 층들을 포함하는, 상이한 조성, 두께, 및 도펀트 농도의 다수의 층들을 포함할 수 있다. 층(130)이 본 명세서에서 n-타입 영역으로서 설명되고 층(140)이 본 명세서에서 p-타입 영역으로서 설명되지만, n-타입 및 p-타입 영역들은 또한 본 명세서에서 설명되는 실시예들의 범위를 벗어나지 않고 전환될 수 있다.
활성 영역(135)은 단일의 두껍거나 얇은 광 또는 광학적 파워 방출 층을 포함할 수 있다. 대안적으로, 활성 영역(135)은 다수의 양자 우물 광 또는 광학적 파워 방출 영역일 수 있으며, 이는 장벽 층들에 의해 분리된 다수의 얇거나 두꺼운 광 또는 광학적 파워 방출 층들을 포함할 수 있다.
p-콘택(145)은 p-타입 영역(140)의 표면 상에 형성될 수 있다. p-콘택(145)은 반사성 금속, 및 반사성 금속의 일렉트로마이그레이션(electromigration)을 방지 또는 감소시킬 수 있는 가드 금속(guard metal)과 같은 다수의 전도성 층을 포함할 수 있다. 반사성 금속은 은 또는 임의의 다른 적절한 재료일 수 있다. n-콘택(150)은 n-타입 영역(130)의 표면의 적어도 일부를 노출시키기 위해 활성 영역(135), n-타입 영역(140), 및 p-콘택(145)의 부분들이 제거된 영역에서 n-타입 영역(130)의 표면과 접촉하여 형성될 수 있다.
n-콘택(150) 및 p-콘택(145)은 도 1a에 도시된 배열로 제한되지 않으며, 임의의 수의 상이한 방식으로 배열될 수 있다. 실시예들에서, n-콘택(150)과 n-타입 층(130) 사이에 전기적 접촉을 형성하기 위해 하나 이상의 n-콘택 비아(via)가 광 또는 광학적 파워 방출 반도체 구조물에 형성될 수 있다. 대안적으로, n-콘택(150) 및 p-콘택(145)은 본 기술분야에 공지된 바와 같이 유전체/금속 스택을 갖는 본드 패드들을 형성하도록 재분배될 수 있다.
도 1a에 예시된 예에서, 성장 기판(110)은 세그먼트화 후에 다이 상에 남겨진다. 다른 실시예들에서, 성장 기판(110)은 박막 LED 세그먼트들(160a, 160b, 및 160c)을 형성하기 위해 (예를 들어, 레이저 리프트-오프(laser lift-off)를 이용하여) 제거될 수 있다. 완전히 변환하는 파장 변환 층(120a)은 기판(110) 또는 박막 세그먼트들(160a, 160b, 및 160c)과 직접 접촉하여 다이 위에 배치된다. 전술한 바와 같이, 완전히 변환하는 파장 변환 층(120a)은 발광 디바이스에 의해 방출되는 총 광 또는 광학적 파워로 변환되지 않은 파장 변환 층을 통과하는 펌프 광 또는 광학적 파워(예를 들어, 청색 펌프 광)의 에너지 비율을 일부 실시예들에서는 10% 미만으로, 그리고 일부 실시예들에서는 2% 미만으로 제한하면서 원하는 컬러 포인트 또는 타겟 스펙트럼을 갖는 광 또는 광학적 파워 출력을 생성하는 파장 변환 재료의 층이다. 실시예들에서, 파장 변환 재료는, 하나의 파장의 광 또는 광학을 흡수하고 상이한 파장의 광 또는 광학적 파워를 방출하는 투명 또는 반투명 바인더 또는 매트릭스 내의 인광체 또는 인광체 입자들과 같은, 임의의 발광 재료일 수 있다. 도 1에 도시된 예에서, 인광체 입자들(125)은 투명 바인더 또는 매트릭스(126) 내에 배치된다.
인광체 입자들의 농도, 조성 및 사이즈뿐만 아니라, 완전히 변환하는 파장 변환 층(120a)의 두께는, 완전히 변환하는 파장 변환 층(120a)을 통해 방출되는 광 또는 광학적 파워가 적색, 녹색, 청록색, 온백색(warm white), 냉백색(cool white) 또는 임의의 다른 원하는 컬러 또는 스펙트럼인 것으로 보일 수 있도록 튜닝될 수 있다. 실시예들에서, 완전히 변환하는 파장 변환 층(120a)은 20㎛ 내지 100㎛의 두께를 가질 수 있다. 최대 층 두께는 세그먼트 사이즈들과 관련될 것이다. 에지 효과들을 감소시키기 위해, 두께는 세그먼트 길이의 1/3보다 작거나 같아야 한다. 바인더 또는 매트릭스 재료에 대한 인광체 입자들의 농도는 퇴적 기술에 의존할 수 있고 10 부피% 내지 거의 80 부피%의 범위일 수 있다. 인광체 그레인들(phosphor grains)의 사이즈는 중앙값 1㎛ 내지 50 마이크론의 범위일 수 있다. 더 조밀한 인광체 그레인들의 농도, 더 작은 인광체 그레인들 및 더 두꺼운 파장 변환 층들(즉, 설명된 범위들의 상부 끝에)는 펌프 광 또는 광학적 파워가 변환되지 않은 층을 통과하는 것을 억제하는 데 사용될 수 있다. 층에 포함된 인광체들의 조성은, 소량의 펌프 광(예를 들어, 청색 광) 또는 광학적 파워(예를 들어, UV 또는 IR)만이 통과할 것임을 고려하여, 층을 통해 방출되는 광의 원하는 컬러 포인트 또는 타겟 스펙트럼을 생성하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 완전히 변환하는 파장 변환 층(120a)은 청색, 적색 및 녹색 성분들을 방출할 수 있다. 파장 변환 인광체 층들은 상업적으로 이용가능한 인광체들의 조합을 포함할 수 있다. 직접 광 대신에 인광체 변환 방출(phosphor converted emission)을 사용하는 것은, 예를 들어, 생성된 더 넓은 스펙트럼뿐만 아니라 반도체 펌프가 동일하게 선택될 수 있고, 예를 들어, 전류 및 온도 의존성의 관점에서 유사한 거동을 가질 것이기 때문에, 많은 응용들에 유익하다.
세그먼트들(160) 중 하나 이상이 회로 보드(165) 상의 대응하는 트레이스를 통해 그것에 전류를 인가함으로써 에너지를 공급받을 때, 세그먼트들(160) 중 하나 이상은 제1 컬러 또는 스펙트럼(컬러 1)을 갖는 광 또는 광학을 방출한다. 도 1a에 도시된 예에서, 세그먼트(160b)는 에너지를 공급받고 제1 컬러 또는 스펙트럼(컬러 1)을 갖는 광 또는 광학적 파워(예를 들어, 광선(127))를 방출하고, 파장 변환 층(120a) 내의 인광체들(125)은 제1 컬러 또는 스펙트럼(컬러 1)의 광 또는 광학을 제2 컬러 또는 스펙트럼(컬러 2)의 광으로 완전히 변환하여, 광 또는 광학적 파워 방출 디바이스(100A)에 의해 방출되는 총 광 또는 광학적 파워로 변환되지 않은 파장 변환 층(120a)을 통과하는 제1 컬러 또는 스펙트럼(컬러 1)을 갖는 펌프 광 또는 광학적 파워의 에너지 비율이 일부 실시예들에서는 10% 미만으로, 그리고 일부 실시예들에서는 2% 미만으로 제한되게 한다.
실시예들에서, 컬러 또는 스펙트럼 1은, 각각, 예를 들어, 청색, 보라색 또는 UV 펌프일 수 있고, 컬러 또는 스펙트럼 2는, 예를 들어, 온백색 컬러, 냉백색 컬러, 적색, 청록색 또는 녹색 중 하나일 수 있다. 실시예들에서, 온백색 컬러는 1800K 내지 2500K의 컬러 포인트를 가질 수 있고, 컬러가 오렌지색으로 보일 수 있고, 냉백색은 컬러가 청색 또는 청록색으로 보일 수 있다. 본 명세서에 설명된 실시예들이 목표 백색 튜닝된 컬러들과 관련하여 설명되지만, 본 기술분야의 통상의 기술자는 제2 컬러 또는 스펙트럼(컬러 2)이 응용에 따라 적색, 녹색 또는 청색과 같은 임의의 컬러일 수 있다는 것을 인식할 것이다.
도 1b는 3개의 어드레싱가능한 세그먼트에 걸쳐 취해진 다른 예시적인 세그먼트화된 LED(100B)의 단면의 뷰를 제공하는 도면이다. 도 1b에 도시된 예에서, 모든 세그먼트(160) 위에 배치된 단일의 완전히 변환하는 파장 변환 층(120a)을 사용하는 대신에, 개별적인 완전히 변환하는 파장 변환 층들(180, 185 및 190)은 각자의 세그먼트들 또는 각자의 세그먼트들의 그룹들(도시되지 않음) 위에 배치된다. 개별적인 완전히 변환하는 파장 변환 층들은 부분적으로 세그먼트화된 완전히 변환하는 파장 변환을 제공하기 위해 완전히 광학적으로 밀봉되지 않을 수 있다.
도 1c는 3개의 어드레싱가능한 세그먼트에 걸쳐 취해진 다른 예시적인 세그먼트화된 LED(100C)의 단면의 뷰를 제공하는 도면이다. 도 1c에 도시된 예에서, 단일의 완전히 변환하는 파장 변환 층(120b)은 모든 세그먼트(160) 위에 배치된다. 그러나, 도 1c에서, 완전히 변환하는 파장 변환 층(120b)은 이웃하는 세그먼트들(160a, 160b, 160c) 사이에 각자의 분리들(187a, 187b)을 형성함으로써 부분적으로 세그먼트화된다. 분리들(187a 및 187b)은, 예를 들어, 부분적으로 세그먼트화된 완전히 변환하는 파장 변환 층(120b)을 제공하기 위해 층(120b)을 통해 완전히 절단되지 않는 완전히 변환하는 파장 변환 층(120b) 내에 레이저 절단들(laser cuts)을 행함으로써 형성될 수 있다.
도 1d는 3개의 어드레싱가능한 세그먼트(160a, 160b 및 160c)에 걸쳐 취해진 다른 예시적인 세그먼트화된 LED(100D)의 단면의 뷰를 제공하는 도면이다. 도 1d에 도시된 예에서, LED(100D)는 완전히 변환하는 파장 변환 층(120c) 위에 배치된 산란 또는 오프 상태 백색 층(195a)을 포함한다. 산란 또는 오프 상태 백색 층(195a)은 TiOX의 입자들, 다른 산란 재료의 입자들, 또는 광학적으로 투명한 재료 또는 매트릭스 내에 배치된, 파라핀과 같은 임의의 오프 상태 백색 재료를 포함할 수 있다. 층(195a)은 아래에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 개별 세그먼트들에 의해 방출되는 광의 산란을 제공하고/하거나, 턴 오프될 때 세그먼트화된 LED에 백색 외관(white appearance)을 제공하기 위해 사용될 수 있다.
도 1e는 3개의 어드레싱가능한 세그먼트(160a, 160b 및 160c)에 걸쳐 취해진 다른 예시적인 세그먼트화된 LED(100E)의 단면의 뷰를 제공하는 도면이다. 도 1e에 도시된 예에서, 산란 또는 오프 상태 백색 층(195b)은 층(195b)에 형성된 각자의 분리들(197a 및 197b)에 의해 부분적으로 세그먼트화된다. 도 1c의 실시예와 유사하게, 산란 또는 오프 상태 백색 층(195b)은 부분적으로 세그먼트화된 산란 또는 오프 상태 백색 층(195b)을 제공하기 위해 층을 통해 완전히 절단되지 않는 층에 레이저 절단들을 행함으로써 부분적으로 세그먼트화될 수 있다.
도 1f는 직접 청색 세그먼트화된 LED(100F)의 단면의 뷰를 제공하는 도면이다. 도 1f에 도시된 예에서, 어떠한 파장 변환 층도 사용되지 않고, 펌프 광 또는 광학은 원래의 컬러 또는 스펙트럼(예를 들어, 청색)에서 LED로부터 방출된다. 실시예들에서, 아래에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 산란 층(199)이 세그먼트들(160) 위에 배치될 수 있다. 세그먼트화된 층은 도 1f에 도시된 바와 같이 비-세그먼트화되거나 또는 도 1e에 도시된 바와 같이 부분적으로 세그먼트화될 수 있다.
부분적으로 세그먼트화된 완전히 변환하는 파장 변환 층 및/또는 부분적으로 세그먼트화된 산란 또는 오프 상태 백색 층이 사용되는 실시예들에서, 전체 변환(full conversion)은 컬러 쉐이딩(color shading)의 위험을 감소 또는 제거하고, 부분적 세그먼트화는 바람직한 경우 세그먼트 대 세그먼트 콘트라스트(segment to segment contrast)를 증가시킨다.
이하의 실시예들에서, 설명된 세그먼트화된 LED들은 도 1a, 도 1b, 도 1c, 도 1d, 도 1e, 또는 도 1f와 관련하여 설명된 세그먼트화된 LED들 또는 본 기술분야의 통상의 기술자에 의해 이해될 임의의 변형 중 임의의 것일 수 있다. 또한, 세그먼트화된 LED라는 용어가 사용되지만, 세그먼트화된 LED는 레이저들을 포함하는 임의의 타입의 실리콘 광 또는 광학적 파워 방출 디바이스일 수 있고, 가시 또는 광학적 파워(예를 들어, 목표 방사선이 IR 범위 내에 있고 펌프 광 또는 광학적 파워가 적색까지 UV일 수 있고 LED 기반 또는 레이저 기반일 수 있는 IR 분광법)를 방출할 수 있다.
도 2는 예시적인 스마트폰(200)의 배면의 도면이다. 도 2에 도시된 스마트폰(200)은 이미지 센서 유닛이 장면의 이미지를 캡처할 수 있는 렌즈(240)를 포함할 수 있는 카메라 모듈(210)을 갖는다. 카메라 모듈(210)은 또한 다수의 LED(100)와 같은 하나 이상의 LED를 포함할 수 있는 플래시 모듈(250)을 포함한다. 도 2에 도시된 예에서, 플래시 모듈(250)은 2개의 LED(220 및 230)를 포함한다. 그러나, 본 기술분야의 통상의 기술자는 하나 이상의 LED가 본 명세서에 설명된 실시예들에 따라 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 플래시 모듈(250) 내의 하나 이상의 세그먼트화된 LED에 대한 상이한 잠재적 배열들의 예들이 도 3a, 도 3b, 도 3c에 제공된다.
도 3a 및 도 3b는 도 2에서와 같이 듀얼 LED들(220 및 230)을 포함하는 예시적인 플래시 모듈들(250)의 도면들이다. 도 3a에 도시된 예에서, 플래시 모듈(250a)은 냉백색 세그먼트화된 LED(220a) 및 온백색 세그먼트화된 LED(230a)를 포함한다. 냉백색 세그먼트화된 LED(220a)는 복수의 어드레싱가능한 세그먼트를 포함할 수 있고, 이들 모두는, UV 광에 의해 펌핑될 수 있거나 직접 청색 또는 직접 청록색 방출 LED일 수 있는, 청록색 백색 컬러(cyan white color)와 같은 원하는 컬러를 갖는 광을 방출하도록 튜닝되는 완전히 변환하는 파장 변환 층에 의해 커버될 수 있다. 예시적인 청록색 백색 파장 변환 층들은 BAM(Eu 활성화된 Ba-Mg-Aluminate), ZnS:Ag, 또는 Sr3MgSi2O8:Eu (SMS)를 포함한다. 가시 응용에 있어서, UV 펌핑된 청록색 파장 변환 층은 응용이 UV 광을 검출하지 않는 경우 반드시 완전히 변환하는 것일 필요는 없다는 점에 유의한다. 그러나, 효율성 및 안전성 이유들로 여전히 바람직하다.
온백색 세그먼트화된 LED(230a)는 유사하게 복수의 어드레싱가능한 세그먼트를 포함할 수 있으며, 이들 모두는 온백색 오렌지색 범위 내의 컬러 포인트를 갖는 광을 방출하도록 튜닝되는 완전히 변환하는 파장 변환 층에 의해 커버될 수 있다. 예시적인 온백색 완전히 변환하는 파장 변환 층들은 BSSN ((Ba,Sr)2Si5N8:Eu), YAG:Ce, 및 Sr[LiAl3N4]:Eu2+를 포함할 수 있다.
도 3b에 예시된 예에서, 플래시 모듈(250b)은 적색 세그먼트화된 LED(220b) 및 청록색 세그먼트화된 LED(230b)를 포함한다. 적색 세그먼트화된 LED(220b)는 복수의 어드레싱가능한 세그먼트를 포함할 수 있고, 이들 모두는 적색 광을 방출하도록 튜닝되는 완전히 변환하는 파장 변환 층에 의해 커버될 수 있다. 예시적인 적색 완전히 변환하는 파장 변환 층들은, BSSN ((Ba,Sr)2Si5N8:Eu) 또는 Sr[LiAl3N4]:Eu2+를 포함할 수 있다. 청록색 세그먼트화된 LED(230b)는 유사하게 복수의 어드레싱가능한 세그먼트를 포함할 수 있고, 이들 모두는 청록색 광을 방출하도록 튜닝되는 완전히 변환하는 파장 변환 층에 의해 커버될 수 있다. 예시적인 청록색 완전히 변환하는 파장 변환 층은 YAG:Ce, 및 Y,LuAG:Ce를 포함할 수 있다.
도 3c는 3개의 세그먼트화된 LED(220c, 230c 및 310)를 포함하는 예시적인 플래시 모듈(250c)의 도면이다. 도 3c에 도시된 예에서, 플래시 모듈(250c)은 적색 세그먼트화된 LED(220c), 녹색 세그먼트화된 LED(230c) 및 청색 세그먼트화된 LED(310)를 포함한다. 적색 세그먼트화된 LED(220c)는 도 3b의 적색 세그먼트화된 LED(220b)와 유사할 수 있다. 녹색 세그먼트화된 LED(230c)는 복수의 어드레싱가능한 세그먼트를 포함할 수 있고, 이들 모두는 녹색 광을 방출하도록 튜닝되는 완전히 변환하는 파장 변환 층에 의해 커버될 수 있다. 예시적인 녹색 완전히 변환하는 파장 변환 층들은 YAG:Ce 인광체 또는 YLuAG-Ce 인광체들을 포함할 수 있다.
청색 LED(310)(또는 청색 범위 내의 냉백색 LED)는 LED(310)의 활성 층이 청색 광을 직접 방출할 수 있으므로 파장 변환 층을 필요로 하지 않을 수 있다. 직접 청색 LED가 사용될 수 있는 도 3c 또는 도 3a에서와 같은 실시예들에서, LED는 TiOx 입자들이 분산되는 실리콘의 층과 같은 광 산란 층을 포함할 수 있다. TiOx 층은 소스 사이즈를 인광체 커버된 LED들(예컨대, 적색 및 녹색 LED들(220C 및 230C))로 튜닝하는 데 사용될 수 있다. 산란 층은 또한, 플래시 모듈 내의 LED들 전부로부터의 휘도 분포 및 방사 패턴이 유사하도록 광 또는 광학적 파워를 확산시키기 위해 이러한 실시예에서 사용될 수 있으며, 이는 적절한 장면 조명을 위해 각각의 LED에 대해 동일한 광학계의 사용을 허용할 수 있다.
아래에 더 상세히 설명되는, 다수의 상이한 목적들을 위한 카메라 모듈(210)의 플래시 모듈(250)에 하나 이상의 세그먼트화된 LED(100)가 사용될 수 있다. 실시예들에서, 하나 이상의 세그먼트화된 LED에 의해 출력되는 광 또는 광학적 파워는, 플래시 모듈(250)의 전체 광 또는 광학적 파워 출력의 컬러 포인트 또는 스펙트럼이 주변 조명과 매칭되게 튜닝될 수 있도록 LED 또는 LED들로부터 단거리에서 혼합될 수 있다. 추가의 실시예들에서, 세그먼트들에 의해 출력되는 광 또는 광학적 파워를 혼합하기보다는, 하나 이상의 세그먼트화된 LED의 개별 세그먼트들로부터의 광 또는 광학적 파워가 (예를 들어, 프레넬 렌즈를 사용하여) 촬영될 장면 상에 투영될 수 있다. 이것은, 예를 들어, 촬영될 장면에서 더 균일한 조명을 제공하거나, 촬영될 장면의 상이한 영역들을 강조하거나, 또는 촬영될 장면의 상이한 영역들을 조명하는 광 또는 광학적 파워의 컬러 포인트 또는 스펙트럼을 변경하기 위해 행해질 수 있다.
도 4는 도 2의 스마트폰 카메라 모듈(210)과 같은 카메라에서 사용하기 위한 예시적인 이미징 시스템(400)의 블록도이다. 예시적인 이미징 시스템(400)은 주변 광으로 튜닝되는 컬러 포인트 또는 스펙트럼을 갖는 플래시 출력을 제공하거나 주변 광의 바람직하지 않은 특성들을 오프셋하기 위해 사용될 수 있다. 예시적인 이미징 시스템(400)은 또한 상이한 세그먼트들의 밝기를 변경하고 하나 이상의 세그먼트화된 LED의 이미지를 촬영될 장면 상에 투영하기 위해 사용될 수 있다.
도 4에 예시된 예시적인 이미징 시스템(400)은 2개의 세그먼트화된 LED(425 및 430)를 포함하는 플래시 모듈(250)을 포함하지만, 본 기술분야의 통상의 기술자는 하나 또는 2개보다 많은 세그먼트화된 LED가 본 명세서에 설명된 실시예들에 따라 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 세그먼트화된 LED들은, 아래에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 세그먼트화된 LED 또는 LED들에 전력을 공급할 수 있는, 구동기(420)에 결합될 수 있다. 구동기(420)는, 사용자 인터페이스(405), 이미지 센서 유닛(415), 및 선택적으로 3D 센서(450)로부터 입력을 수신하도록 결합될 수 있는, 프로세서(410)(예를 들어, 마이크로프로세서)에 결합될 수 있다. 실시예들에서는, 프로세서(410) 및 구동기(420)와 같은 세그먼트화된 LED들(425-430)을 제어하는 다양한 회로를 제어기라고 지칭할 수 있다.
이미지 센서 유닛(425)은 주변 광을 측정하고 및/또는 장면에 대한 조명 프로파일을 생성하는 목적을 위해 사용되는 이미지 센서일 수 있다. 대안적으로, 이미지 센서 유닛(425)은 카메라에 대한 메인 이미지 센서를 포함할 수 있다. 실시예들에서, 별개의 카메라 제어기가 이미지 센서 유닛(425)의 일부일 수 있고, 이미지 센서의 노출을 제어할 수 있다. 사용자 인터페이스(405)는, 예를 들어, 사용자가 사진을 촬영하기 위해 누르는 버튼 또는 터치 스크린 디바이스와 같은 사용자-활성화 입력 디바이스(user-activated input device)일 수 있다. 그러나, 실시예들에서는, 자동으로 사진이 촬영될 수 있는 경우와 같이, 사용자 입력이 요구되지 않을 수 있다.
광학 요소들(435 및 440)은 다양한 목적들을 위해 제공되고, 이것들이 사용되고 있는 응용에 따라 달라질 수 있다. 실시예들에서, 광학 요소들은, 세그먼트화된 LED들로부터 단거리에서 대응하는 세그먼트화된 LED들로부터의 광을 혼합하고 결합된 광을 장면(445) 상에 포커싱할 수 있는, 시준 렌즈들일 수 있다. 실시예들에서, 광학 요소들은 (아래에 더 상세히 설명되는 바와 같이) 촬영될 장면(445) 상에 대응하는 세그먼트화된 LED들의 이미지들을 투영하는 데 사용되는 프레넬 렌즈들일 수 있다.
3D 센서(450)는, 포함되는 경우, 장면의 최종 이미지를 캡처하기 전에 촬영될 장면의 3D 프로파일을 만들 수 있는 임의의 적절한 센서일 수 있다. 실시예들에서, 3D 센서(450)는 비행 시간(time of flight)(ToF) 카메라일 수 있고, 시간은 촬영될 장면 내의 각각의 객체까지의 거리를 계산하기 위해 사용될 수 있다. 실시예들에서, 3D 센서(450)는 구조화된 광 센서(structured light sensor)일 수 있으며, 이는 특별히 설계된 패턴의 광을 장면 상에 투영하는 투영 디바이스를 포함할 수 있다. 장면의 객체들로부터 반사된 광 패턴의 각각의 부분의 위치를 측정하고 그 객체들까지의 거리를 삼각측량법에 의해 결정하기 위해 구조화된 광 센서 내에 카메라가 또한 포함될 수 있다. 실시예들에서, 3D 센서(450)는 디바이스의 바디에서 서로 거리를 두고 위치하는 하나 이상의 보조 카메라일 수 있다. 보조 카메라 또는 카메라들에 의해 보여지는 바와 같은 객체들의 위치를 비교하는 것에 의해, 각각의 객체까지의 거리들이 삼각측량법에 의해 결정될 수 있다. 실시예들에서, 3D 센서(450)는 디바이스(예를 들어, 이미지 센서 유닛(415)) 내의 메인 카메라의 자동초점 신호(autofocus signal)를 사용할 수 있다. 카메라 렌즈의 초점 위치를 스캐닝하는 동안, 시스템은 장면의 어느 부분들이 어느 위치들에서 초점이 맞는지를 검출할 수 있다. 다음으로, 대응하는 렌즈 위치들을 이러한 위치들에 대해 초점이 맞는 객체들까지의 거리들로 변환(translating)함으로써 장면의 3D 프로파일이 구축될 수 있다. 적절한 자동초점 신호는 종래의 방법들에 의해, 예를 들어, 콘트라스트를 측정하는 것에 의해 또는 카메라 센서 내의 위상 검출 센서들을 사용하는 것에 의해 도출될 수 있다. 일부 실시예들에서, 플래시 모듈의 최적의 기능을 위해 위상 검출 센서들이 사용될 때, 개별 위상 검출 센서들의 위치들은 아래에서 설명되는 바와 같이 하나 이상의 세그먼트화된 발광 디바이스의 별개의 세그먼트들에 의해 조명되는 영역들에 대응할 수 있다.
세그먼트화된 발광 디바이스 내의 다수의 세그먼트로부터의 광이 장면 상에 포커싱되기 전에 혼합되는 실시예들에서, 프로세서(410)는 주변 조명의 컬러 포인트를 결정하고 구동기(420)를 제어하여 주변 조명의 컬러 포인트와 매칭되도록 하나 이상의 세그먼트화된 LED(425-430)에 의해 출력되는 혼합된 광을 튜닝하거나 주변 광의 바람직하지 않은 특성들을 오프셋시킬 수 있다. 이것은, 각각의 컬러가 전체 광 출력의 특정 퍼센티지를 나타내도록, 세그먼트화된 LED들 각각 또는 단일 LED의 특정 세그먼트들을 어드레싱하도록 구동기(420)를 제어함으로써 행해질 수 있다. 예로서, 세그먼트화된 발광 디바이스(425)가 온백색 디바이스이고 세그먼트화된 발광 디바이스(430)가 냉백색 디바이스이고, 주변 조명의 컬러 포인트가 75%가 냉(cool)이고 25%가 온(warm)인 컬러 포인트를 나타내는 경우, 냉백색 디바이스(430) 내의 세그먼트들의 75%가 어드레싱될 수 있고, 온백색 디바이스(425) 내의 세그먼트들의 25%가 어드레싱될 수 있다. 이러한 실시예에서, 정확한 컬러 포인트를 유지하기 위해 동일한 전류가 각각의 어드레싱된 세그먼트에 적용될 수 있다. 다른 실시예들에서, 더 밝은 광을 방출시키기 위해 상이한 전류들이 상이한 어드레싱된 세그먼트들에 적용될 수 있고, 프로세서(410)는 각각의 세그먼트화된 발광 디바이스 내의 얼마나 많은 세그먼트들을 어드레싱할지를 결정할 때 밝기의 차이를 고려할 것이다. 프로세서(410)는 상이한 수의 세그먼트화된 LED들이 사용될 때 그리고 상이한 컬러들의 세그먼트화된 LED들이 사용될 때 유사하게 거동할 수 있다.
도 5는 세그먼트들에 의해 출력되는 광이 혼합되는 하나 이상의 세그먼트화된 발광 디바이스를 동작시키는 예시적인 방법의 흐름도(500)이다. 도 5에 도시된 예에서, 방법은 주변 조명의 컬러 포인트를 측정하는 단계(510)를 포함한다. 이것은 본 기술분야에 공지된 임의의 방법에 따라, 예를 들어, 초기에 장면(445)을 이미징하고 이미지를 분석하여 주변 광의 컬러 포인트를 결정하도록 이미지 센서 유닛(415)을 제어함으로써 행해질 수 있다. 이어서, 하나 이상의 세그먼트화된 발광 디바이스 각각에 대해 어드레싱할 세그먼트들이 결정될 수 있다(520). 이것은, 예를 들어, 프로세서(410)가 룩업 테이블에 액세스하는 것에 의해 행해질 수 있는데, 룩업 테이블은 주변 광의 컬러 포인트를 매칭시키거나 (형광 광의 녹색 특성들과 같은) 광의 특정 특성들을 오프셋시키기 위해 주변 광의 결정된 컬러 포인트에 기초하여 어느 세그먼트들을 어드레싱할지를 프로세서(410)에게 알릴 수 있다. 프로세서(410)는 이어서 구동기(420)를 제어하여, 결정된 세그먼트들을 어드레싱할 수 있다(530).
세그먼트화된 LED 또는 LED들의 이미지가 장면(445) 상에 투영되는 실시예들에서, 프로세서(410)는 장면(445)에 대한 최적의 조도 프로파일(illuminance profile)을 결정하고 결정된 최적의 조도 프로파일에 기초하여 구동기(420)를 제어해서 특정 세그먼트들을 어드레싱하고 특정 전류들을 사용하여 특정 세그먼트들을 구동할 수 있다. 각각의 세그먼트화된 발광 디바이스의 이미지를 촬영될 장면(445) 상에 투영하기 위해 하나 이상의 프레넬 렌즈가 사용될 수 있다.
도 6a, 도 6b, 도 6c 및 도 6d는 촬영될 이미지(445) 상에 하나 이상의 세그먼트화된 LED의 이미지 또는 이미지들을 투영하기 위한 세그먼트화된 발광 디바이스들 및 프레넬 렌즈들의 상이한 배열들을 도시하는 예시적인 이미징 시스템들의 도면들이다. 도 6a 및 도 6b에서, 이미징 시스템들(600A 및 600B) 각각은 장면(610A/610B)을 조명하는 데 사용되는 각자의 단일 세그먼트화된 LED(605A/605B) 및 각자의 프레넬 렌즈(615A/615B)를 포함한다. 도면들에서 알 수 있는 바와 같이, 세그먼트화된 발광 디바이스들(605A/605B)의 특정 세그먼트들이 활성화되고(X로 표시됨), 세그먼트화된 LED(605A/605B)의 이미지가, 프레넬 렌즈(615A/615B)를 사용하여, X로 표시된 세그먼트들을 활성화함으로써 생성된 패턴의 미러 이미지가 장면(610A/610B) 상에 투영되도록(장면 상에 투영된 광 패턴이 도면들에서 X들로 표시됨) 투영된다.
도 6c 및 도 6d에서, 2개의 세그먼트화된 LED 및 2개의 대응하는 프레넬 렌즈가 사용된다. 도 6c에서, 이미징 시스템(600C)은 2개의 세그먼트화된 LED(605C 및 606A) 및 2개의 프레넬 렌즈(615C 및 616A)를 포함한다. 프레넬 렌즈들(615C 및 616A)은 각각 각자의 세그먼트화된 LED(605C 및 606A)의 이미지를 장면(620)의 대응하는 영역 상에 투영하도록 구성된다. 도 6c에 도시된 예에서, 렌즈(615C)는 세그먼트화된 LED(605C)의 이미지를 장면(610A)의 상부 영역(620) 상으로 투영하고, 렌즈(616A)는 세그먼트화된 LED(606A)의 이미지를 장면(610A)의 하부 영역(625) 상으로 투영한다. 아래에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 이것은 시스템(600C)이 장면의 하부 부분 상에 더 따뜻한 광을 투영하고 장면의 상부 부분 상에 더 차가운 광을 투영하는 것과 같은 상이한 조명 효과들을 달성할 수 있게 할 수 있다. 일부 실시예들에서, 세그먼트화된 LED들(605C 및 606A)은 중첩 부분들에 더 많은 광을 제공하기 위해 장면(610A)의 중첩 부분들을 조명할 수 있다. 예를 들어, 장면 상에 투영된 어레이들은, 종종 장면의 에지들보다 더 많은 광을 요구하는, 장면의 중심에서 중첩할 수 있다.
도 6d에서, 이미징 시스템(600D)은 2개의 세그먼트화된 LED(605D, 606B) 및 2개의 프레넬 렌즈(615D, 616B)를 포함한다. 도 6d에 도시된 예에서, 시스템(600D)은 컬러 튜닝가능할 수 있다. 세그먼트화된 발광 디바이스들(605D 및 606B)은 장면(610D)을 조명할 때 중첩되는 각자의 빔들(630 및 635)을 방출한다. 프로세서(410)는, 어레이들로부터의 광의 합이 장면의 각각의 부분에 대한 원하는 조도 및 컬러 포인트를 갖도록, 각각의 세그먼트화된 LED(605D/606B)에 공급될 적절한 전류를 계산할 수 있다. 추가적인 컬러들을 방출하는 추가적인 세그먼트화된 LED들(또는 광 방출기들)이 본 명세서에 설명된 실시예들에 따라 추가될 수 있다.
도 7a, 도 7b, 도 8a, 도 8b, 도 9a, 도 9b, 도 10a 및 도 10b는, 하나 이상의 세그먼트화된 LED의 세그먼트들이 장면(700) 내의 타겟 객체(710)를 상이하게 조명하기 위해 단일 전류 또는 가변 전류들로 어드레싱될 수 있는 상이한 방식들의 예들을 제공한다. 더 상세한 사항들은, 2016년 11월 2일자로 출원된 PCT 출원 공개 번호 제WO/2017/080875호에 제공되어 있으며, 이 출원은 본 명세서에 완전히 제시되어 있는 것처럼 참조에 의해 포함된다. 실시예들에서, 도면들에서 파선 원에 의해 식별되는 타겟(710)은 계산된 조명 프로파일에 따라, 장면의 나머지보다 더 많은 광을 요구할 수 있다.
세그먼트화된 LED의 하나 이상의 세그먼트에 인가될 전류를 분배함에 있어서 하나의 고려사항은, 모바일 또는 다른 배터리 전력공급형 디바이스들과 같은 일부 디바이스들의 경우, 플래시 모듈(250)에 이용가능한 전류의 최대 양이 디바이스 배터리의 능력들에 의해 제한된다는 것이다. 모든 세그먼트들에 대한 구동 전류 레벨들을 정의할 때, 시스템은 전형적으로 최대 이용가능 전류를 고려하여 각각의 세그먼트에 대한 구동 전류 레벨을 정의함으로써, 총 구동 전류가 최대 값을 초과하지 않으면서 세그먼트들 사이의 강도의 올바른 비율(correct ratio of intensity)이 유지되고 총 광 출력이 최대화되게 한다.
도 7a는 (도 7b에 예시된) 세그먼트화된 LED(750A)의 모든 세그먼트(720A)가 어드레싱되고 동일한 양의 전류를 공급받을 때 장면(700A)이 어떻게 조명되는지를 도시한다. 예시된 바와 같이, 장면의 중심은 에지들보다 더 많이 조명되고, 특히, 장면의 중심 근처에 위치된 타겟(710A)의 부분은 장면의 에지 근처에 위치된 타겟(710A)의 부분보다 더 많이 조명된다.
도 8a는 세그먼트들(720B)의 서브세트, 특히 세그먼트화된 LED(750B)의 중간 및 하부 좌측 영역의 3개의 세그먼트(722, 724 및 726)(도 8b에 예시됨)가 어드레싱되고 동일한 전류를 공급받는 한편, 세그먼트들(720B)의 나머지는 어드레싱되지 않고 어떠한 전류도 공급되지 않을 때 장면(700B)이 조명되는 방법을 예시한다. 도 8a에 도시된 바와 같이, 타겟(710B)에 대략 대응하는 장면(700B)의 우측은 장면(700B)의 나머지보다 더 밝게 조명된다. 어드레싱된 세그먼트들(722, 724 및 726)에 대한 전류 밀도는 모든 세그먼트(720A)가 동일한 전류를 공급받는 도 7b의 어드레싱된 세그먼트들보다 3배 더 높을 수 있다. 따라서, 도 8a의 타겟(710B)의 조도는 도 7a의 타겟(710A)의 조도보다 약 1.6배 더 높을 수 있다. 더 높은 조도를 획득하기 위해, 더 적은 세그먼트들이 어드레싱될 수 있다.
도 9a는, 단일 세그먼트(720C)가 어드레싱되고 최대 전류를 공급받는 한편, 다른 8개의 세그먼트(720C)가 어드레싱되지 않고 어떠한 전류도 공급되지 않을 때 장면(700C)이 조명되는 방법을 예시한다. 도 9b에 도시된 예에서는, 가장 좌측의 열의 중심에 있는 세그먼트(728)가 어드레싱되고 최대 전류가 제공된다. 도 9a에 예시된 바와 같이, 예를 들어, 타겟에 대략 대응하는 장면(700C)의 우측은 장면(700C)의 나머지보다 더 밝게 조명되지만, 높게 조명된 스폿(highly illuminated spot)이 도 8a에서보다 더 작다. 그러나, 도 8a에서의 타겟의 조도는 예를 들어, 도 7a에서의 타겟의 조도보다 크다.
실시예들에서, 전체 타겟(710)에 걸친 조도의 균일성을 개선하기 위해, 프로세서(410)는 상이한 어드레싱된 세그먼트들에 공급되는 전류를 변화시키도록 구동기(420)를 제어할 수 있다.
도 10a는 4개의 세그먼트(720D)가 어드레싱되고 다양한 레벨의 전류가 공급되며 5개의 세그먼트(720D)가 어드레싱되지 않고 어떠한 전류도 공급되지 않을 때 장면(700D)이 조명되는 방법을 예시한다. 도 10b에 도시된 예에서, 가장 좌측의 열에서 중심 세그먼트(730)는 중심 열의 하부 세그먼트(736)보다 4배 더 많은 전류를 공급받고, 가장 좌측의 열에서 중심 세그먼트(732) 및 하부 세그먼트(734)보다 2배 더 많은 전류를 공급받는다. 세그먼트들(720D)의 상부 행 및 가장 우측의 열은 도 10b에 도시된 바와 같이 전류를 수신하지 않는다. 도 10a에 예시된 바와 같이, 타겟(710D)에 대략 대응하는 장면(700D)의 우측은 장면(700D)의 나머지보다 더 밝게 조명되고, 타겟(710D)의 조도는 예를 들어, 도 7a, 도 8a, 및 도 9a에서보다 더 균일하다.
다른 실시예들에서, 프로세서(410)가 카메라 렌즈를 줌인하기 위해, 예를 들어, 사용자 인터페이스(405)로부터 명령어를 수신할 때, 세그먼트화된 LED의 중심 근처의 세그먼트들은 더 많은 전류를 수신할 수 있다. 실시예들에서, 장면의 중심에서의 조도는 도 7a에 예시된 장면의 중심에 걸쳐 1.15배만큼 증가될 수 있다. 다른 실시예들에서, 장면의 중심에서의 조도는 도 7a에 예시된 장면의 중심에 걸쳐 2.2배만큼 증가될 수 있다. 대조적으로, 프로세서(410)가 카메라 렌즈를 줌 아웃하기 위해 예를 들어, 사용자 인터페이스(405)로부터 명령어를 수신할 때, 세그먼트화된 LED의 에지들 근처의 세그먼트들은 더 많은 전류를 수신할 수 있다. 광각 응용들(wide angle applications)의 경우, 세그먼트화된 LED의 에지들에서의 세그먼트들은 동일한 전류를 수신할 수 있는 반면, 중심 세그먼트는 전류를 수신할 수 없다. 실시예들에서, 장면의 중심에서의 조도는 예를 들어, 도 7a의 장면의 중심에서의 조도의 0.85배로 감소될 수 있다.
시스템(400)은 또한, 예를 들어, 각각의 타겟에 대응하는 세그먼트들에만 전류를 제공함으로써 또는 각각의 타겟에 대응하는 세그먼트들에 더 많은 전류를 제공함으로써 다수의 타겟들을 조명하는 데 사용될 수 있다. 또한, 시스템(400)은 카메라로부터 먼 요소들에 대응하는 세그먼트들에만 전류를 제공함으로써 또는 카메라로부터 먼 요소들에 대응하는 세그먼트들에 더 많은 전류를 제공함으로써 카메라에 가깝고 카메라로부터 먼 요소들을 포함하는 장면의 과다 노출(overexposure)을 감소시키기 위해 사용될 수 있다. 본 명세서에 설명된 실시예들은 플래시 컬러 포인트 및 밝기 분포를 제어하는 자동화된 방법들을 제공하지만, 사용자 인터페이스(405)는 또한 플래시 컬러 포인트 및 밝기 분포에 대한 개인 제어를 사용자에게 제공하기 위해 사용될 수 있다.
예를 들어, 도 7a, 도 7b, 도 8a, 도 8b, 도 9a, 도 9b, 도 10a 및 도 10b와 관련하여 전술한 실시예들은 단일 세그먼트화된 LED와 관련하여 설명되지만, 본 기술분야의 통상의 기술자라면 이것들이 하나보다 많은 세그먼트화된 LED가 플래시 모듈에 포함되는 실시예들에 동등하게 적용가능하다는 것을 인식할 것이다. 예를 들어, 2개의 세그먼트화된 LED가 상이한 백색 광 컬러 포인트를 방출하면, 각각에서의 동일한 세그먼트들은 균일한 조명 컬러를 보장하기 위해 장면 위의 LED들의 이미지들의 양호한 중첩을 보장하도록 어드레싱될 수 있고, 조합된 조명에 대한 각각의 컬러 포인트의 상대적인 양들은, 일부 실시예들에서, LED들 중 하나로 전류를 변화시킴으로써 조절될 수 있다.
위에서 제공된 예들에 대한 조도 값들은 단일 프레넬 렌즈를 갖는 예시된 3x3 세그먼트화된 LED에 대해 계산된다. 그러나, 이것들은 위의 실시예들에서 설명된 바와 같이 상이한 수의 세그먼트들을 갖는 세그먼트화된 LED들에 대해 그리고 다수의 프레넬 렌즈들을 갖는 다수의 세그먼트화된 LED들에 대해 적응될 수 있다. 각각의 세그먼트의 광 출력은 세그먼트화된 LED의 구동기 전류에 의해 또는 고정된 전류의 펄스 지속기간에 의해 제어될 수 있다.
도 11은 세그먼트들에 의해 출력되는 광이 장면 상에 투영되는 하나 이상의 세그먼트화된 LED를 동작시키는 예시적인 방법(1100)의 흐름도이다. 도 11에 도시된 예에서, 방법은 촬영될 장면을 측정하는 단계(1110) 및 장면에 대한 조명 프로파일을 생성하는 단계(1120)를 포함한다. 그 후 구동기(420)는 조명 프로파일에 기초하여 하나 이상의 세그먼트화된 LED의 특정한 세그먼트들을 어드레싱하여 어드레싱된 세그먼트들에 특정한 전류들을 인가하도록 제어될 수 있다(1130).
실시예들에서, 장면은 3D 센서(450) 및 이미지 센서 유닛(415) 중 하나 이상을 사용하여 측정될 수 있다. 일 예에서, 사용자 인터페이스(405)는 사진이 촬영될 것임을 나타내는 명령어를 프로세서(410)에 제공할 수 있다. 이미지 센서 유닛(415) 또는 3D 센서(450)는, 플래시 모듈(250)이 턴 오프된 상태에서, 이미지 센서 유닛(415)의 시야(field of view)에 대응하는 장면(445)의 제1 예비 이미지를 캡처할 수 있다. 플래시 모듈(250)은 이어서 더 낮은 광 출력 모드(예를 들어, 토치 모드)에서 턴 온될 수 있다. 이때, 플래시 모듈의 조도 프로파일은 균일하게 설정될 수 있으며, 이는 장면(445)의 모든 영역들이 공지된 조명 프로파일로 조명되는 것을 의미한다. 이어서, 플래시 모듈(250)이 균일한 조도 프로파일 및 낮은 밝기로 계속해서 온 상태인 동안 이미지 센서 유닛(415) 또는 3D 센서(450)를 사용하여 제2 예비 이미지가 캡처될 수 있다. 프로세서(410)는 이후 최적의 노출을 달성하기 위해 장면(445)의 모든 영역에 대한 최적의 밝기를 계산할 수 있다. 이것은, 예를 들어, 제2 예비 이미지의 각자의 픽셀 밝기 값들로부터 제1 예비 이미지의 픽셀 밝기 값들을 감산하고 차이들을 스케일링하여 최적 노출 레벨들을 달성함으로써 행해질 수 있다. 그 다음, 장면(445)의 최종 이미지는 결정된 조도 프로파일에 따라 활성화된 플래시 모듈(250)로 이미지 센서 유닛(415)에 의해 캡처될 수 있다.
다른 예에서, 프로세서(410)는, 사진을 촬영해야 함을 나타내는 입력을 예컨대 사용자 인터페이스(405)로부터 수신할 수 있다. 그 다음, 프로세서(410)는 플래시 모듈(250)이 턴 오프된 상태에서 이미지 센서 유닛(415)의 시야에 대응하는 장면(445)의 제1 예비 이미지를 캡처하도록 이미지 센서 유닛(415) 또는 3D 센서(450)를 제어할 수 있다. 그 후, 장면(445)의 3D 프로파일이 생성될 수 있다. 예를 들어, 3D 센서(450)는 장면의 3D 프로파일을 발생시킬 수 있거나, 3D 센서(450)는 장면(450)에 관한 데이터를 감지하고, 장면의 3D 프로파일을 발생시킬 수 있는 프로세서(410)에 그 데이터를 송신할 수 있다. 프로세서(410)는 이어서 최적의 노출을 달성하기 위해 장면(445)의 모든 부분에 대한 최적의 밝기를 계산할 수 있다. 계산에 기초하여, 프로세서(410)는 플래시 모듈(250)을 사용하여 장면(445)을 조명하도록 구동기(420)를 제어할 수 있다.
또 다른 예에서, 프로세서(410)는, 사진을 촬영해야 함을 나타내는 입력을 예컨대, 사용자 인터페이스(405)로부터 수신할 수 있다. 프로세서(410)는 그 후 플래시 모듈이 턴 오프된 상태에서 이미지 센서 유닛(415)의 시야에 대응하는 장면(445)의 제1 예비 이미지를 캡처하도록 이미지 센서 유닛(415) 또는 3D 센서(450)를 제어할 수 있다. 그 후, 장면(445)의 3D 프로파일이 생성될 수 있다. 이때, 플래시 모듈의 조도 프로파일은 균일하게 유지될 수 있으며, 이는 장면(445)의 모든 부분들이 조명되는 것을 의미한다. 다음으로, 토치 모드에서 플래시 모듈(250)에 의해 제2 예비 이미지가 캡처될 수 있다. 다음으로, 프로세서(410)는 (상기 제2 예에서 설명된 바와 같이) 캡처된 2개의 예비 이미지 및 3D 프로파일에 기초하여 최적의 노출을 달성하기 위해 장면(445)의 모든 부분에 대한 최적의 밝기를 계산할 수 있다. 이미지 센서 유닛(415)은 이어서 계산된 조도 프로파일에 따라 활성화된 플래시 모듈(250)로 최종 이미지를 캡처할 수 있다.
하나 이상의 조명 모드가 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 대해 정의될 수 있다. 예를 들어, 제1 조명 모드 그룹에서, 플래시 모듈(250)로부터의 조명은 가장 동질적으로 유용한 조명된 사진(most homogenously useful illuminated picture)을 달성하기 위해 장면에 걸쳐 분산될 수 있다. 특히, 일부 실시예들에서, 과다 노출이 최소화될 수 있고, 예컨대, 전경이 주변 광에 의해 잘 조명되는 경우에, 모든 광이 플래시 모듈(250)로부터 장면(445)의 배경으로 지향될 수 있다. 일부 실시예들에서, 플래시 모듈(250)은, 배경이 주변 광에 의해 잘 조명되고 플래시 모듈(250)로부터의 모든 광이 전경으로 지향되는 경우와 같이, 필 인 플래시(fill in flash)로서 작용할 수 있다. 일부 실시예들에서, 전경 및 배경이 주변 조명에 의해 균일하게 조명되는 경우, 플래시 모듈(250)로부터의 광은 대부분 배경으로 보내질 수 있다. 일부 실시예들에서, 전경이 어두운 경우, 플래시 모듈(250)로부터의 광은 양호한 사진을 생성하기에 충분한 정도로 전경을 조명할 수 있고, 광 모듈로부터의 광의 나머지는 배경으로 보내진다.
실시예들에서, 제2 조명 모드 그룹에서, 선택된 객체들이 조명될 수 있다. 특히, 일부 실시예들에서, 얼굴 인식과 조합하여, 얼굴들(또는 다른 객체들)은 최상의 조명을 위해 가장 높게 가중될 수 있다. 일부 실시예들에서, 얼굴 인식과 조합하여, 얼굴들(또는 다른 객체들) 주위의 배경은, 예를 들어, 조명된 얼굴 또는 다른 객체와 얼굴 또는 다른 객체에 가장 가까운 배경 사이의 콘트라스트를 증가시키기 위해, 적은 광을 받을 수 있다. 일부 실시예들에서, 선택된 구역들은 줌인된 이미지들 또는 장면(445)의 달리 식별된 부분들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 예를 들어, 명함들의 사진들의 경우, 플래시 모듈(250)로부터의 광은 매우 높은 균일성 프로파일로 방출될 수 있다.
특정 실시예들이 LED 플래시와 관련하여 전술되었지만, 전술한 실시예들 중 임의의 실시예에서와 같이 완전히 변환하는 파장 변환 층들을 갖는 하나 이상의 세그먼트화된 LED는 비디오에 대한 토치, 스튜디오 조명, 극장/무대 조명 또는 건축화 조명과 같은 다른 타입들의 일반 조명에 사용될 수 있다. 또한, 특정 펌프 광원들이 설명되지만, 비-가시 광학적 파워를 포함하는 세그먼트화된 LED들에 대해 임의의 적절한 펌프 광이 사용될 수 있다. 또한, 실시예들은 가시 조명 응용을 다루지만, 파장 변환 단계를 포함하는 IR 분광법 및 IR 조사(irradiation)와 같은 다른 경우들이 또한 펌프 광 누설 없이 정의된 방출된 스펙트럼으로부터 이익을 얻을 수 있다. 이러한 비-가시 광학적 파워 응용들에서, 완전히 변환하는 파장 변환 층을 사용하여 광의 컬러 포인트를 변환하는 대신에, 스펙트럼이 타겟 스펙트럼으로 변환된다. 또한, 가시 광 방출 또는 변환만이 설명되는 사례들에서, 광학적 파워 방출 또는 변환이 대체될 수 있다는 것이 의도된다.
실시예들이 상세하게 설명되었지만, 본 기술분야의 통상의 기술자들은, 본 설명을 고려해 볼 때, 본 발명의 개념의 사상으로부터 벗어나지 않고 본 명세서에 설명된 실시예들에 대한 수정들이 이루어질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 도시되고 설명된 특정 실시예들에 한정되도록 의도되지 않는다. 또한, 본 명세서에서 설명된 방법들은 컴퓨터 또는 프로세서에 의한 실행을 위해 컴퓨터 판독가능 매체에 통합되는 컴퓨터 프로그램, 소프트웨어, 또는 펌웨어로 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체들의 예들은 전자 신호들(유선 또는 무선 접속들을 통해 송신됨) 및 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 포함한다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체들의 예들은 판독 전용 메모리(read only memory)(ROM), 랜덤 액세스 메모리(random access memory)(RAM), 레지스터, 캐시 메모리, 반도체 메모리 디바이스들, 자기 매체들, 예컨대, 내부 하드 디스크들 및 제거식 디스크들, 자기 광 매체들, 및 광 매체들, 예컨대, CD-ROM 디스크들, 및 디지털 다목적 디스크(digital versatile disk)(DVD)들을 포함하지만, 이들에 제한되지 않는다.

Claims (23)

  1. 세그먼트화된 반도체 광 또는 광학적 파워 방출 디바이스(segmented semiconductor light or optical power emitting device)로서,
    제1 컬러 포인트 또는 스펙트럼을 갖는 광 또는 광학적 파워를 방출하고 n-층과 p-층 사이에 배치되도록 구성되는 광 또는 광학적 파워 방출 활성 층을 포함하는 광 또는 광학적 파워 방출 반도체 구조물을 포함하는 다이 - 상기 다이를 복수의 개별적으로 어드레싱가능한 세그먼트로 분리하는 복수의 트렌치가 적어도 상기 광 또는 광학적 파워 방출 반도체 구조물 내에 형성됨 - ; 및
    상기 다이에 인접한 적어도 하나의 파장 변환 층
    을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 파장 변환 층은 상기 적어도 하나의 활성 층에 의해 방출된 광 또는 광학적 파워를 상기 제1 컬러 포인트 또는 스펙트럼과는 상이한 적어도 하나의 제2 컬러 포인트 또는 스펙트럼을 갖는 광 또는 광학적 파워로 변환하고, 상기 세그먼트화된 반도체 광 또는 광학적 파워 방출 디바이스에 의해 방출되는 총 광 또는 광학적 파워로 변환되지 않은 상기 적어도 하나의 파장 변환 층을 통과하는 상기 활성 층에 의해 방출되는 상기 광 또는 광학적 파워의 에너지 비율을 10% 미만으로 제한하도록 구성되는, 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 파장 변환 층은 상기 세그먼트화된 반도체 광 또는 광학적 파워 방출 디바이스에 의해 방출되는 총 광 또는 광학적 파워로 변환되지 않은 상기 적어도 하나의 파장 변환 층을 통과하는 상기 활성 층에 의해 방출되는 상기 광 또는 광학적 파워의 에너지 비율을 2% 미만으로 제한하도록 추가로 구성되는, 디바이스.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 컬러 포인트 또는 스펙트럼은 청색 광, 보라색 광 또는 자외선(UV) 광에 대응하는, 디바이스.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2 컬러 포인트는 냉백색(cool white), 온백색(warm white), 오렌지색, 적색, 청록색, 청색 또는 녹색 중 하나에 대응하는, 디바이스.
  5. 제1항에 있어서, 각각의 세그먼트의 상기 n-층과 접촉하는 각자의 콘택(contact), 및 각각의 세그먼트의 상기 p-층과 접촉하는 각자의 콘택을 추가로 포함하고, 각각의 콘택은 상기 세그먼트들의 개별적인 어드레싱을 위한 회로 보드 상의 적어도 하나의 트레이스에 결합되는, 디바이스.
  6. 제1항에 있어서, 상기 광 또는 광학적 파워 방출 반도체 구조물은 기판 상에 배치되고, 상기 트렌치들은 상기 p-층, 상기 활성 층 및 상기 n-층의 적어도 일부를 관통하여 형성되고, 상기 파장 변환 층은 상기 기판과 접촉하여 배치되는, 디바이스.
  7. 제1항에 있어서, 상기 트렌치들은 상기 p-층, 상기 활성 층 및 상기 n-층의 적어도 일부를 관통하여 형성되고, 상기 파장 변환 층은 상기 n-층과 접촉하여 배치되는, 디바이스.
  8. 제1항에 있어서, 상기 디바이스는 반도체 레이저인, 디바이스.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1 스펙트럼은 UV 내지 적색의 범위에 있고, 상기 제2 스펙트럼은 적외선인, 디바이스.
  10. 제1항에 있어서, 상기 파장 변환 층은 부분적으로 세그먼트화되는, 디바이스.
  11. 조명 디바이스(illumination device)로서,
    제1 컬러 포인트 또는 스펙트럼을 갖는 광 또는 광학적 파워를 방출하도록 구성되고 제1 n-층과 제1 p-층 사이에 배치되는 제1 광 또는 광학적 파워 방출 활성 층을 포함하는 제1 광 또는 광학적 파워 방출 반도체 구조물을 포함하는 제1 다이를 포함하는 제1 세그먼트화된 반도체 광 또는 광학적 파워 방출 디바이스 - 상기 제1 다이를 복수의 제1 개별적으로 어드레싱가능한 세그먼트로 분리하기 위해 적어도 상기 제1 광 또는 광학적 파워 방출 반도체 구조물 내에 복수의 제1 트렌치가 형성되고, 상기 복수의 제1 개별적으로 어드레싱가능한 세그먼트 모두가 제1 파장 변환 층에 의해 커버되고, 상기 제1 파장 변환 층은 상기 제1 활성 층에 의해 방출된 광 또는 광학적 파워를 상기 제1 컬러 포인트 또는 스펙트럼과는 상이한 제2 컬러 포인트 또는 스펙트럼을 갖는 광으로 변환하고, 상기 제1 세그먼트화된 반도체 광 또는 광학적 파워 방출 디바이스에 의해 방출되는 총 광 또는 광학적 파워로 변환되지 않은 상기 적어도 하나의 제1 파장 변환 층을 통과하는 상기 제1 활성 층에 의해 방출되는 상기 광 또는 광학적 파워의 에너지 비율을 10% 미만으로 제한하도록 구성됨 - ; 및
    상기 제1 컬러 포인트 또는 스펙트럼과 동일하거나 상이한 제3 컬러 포인트 또는 스펙트럼을 갖는 광 또는 광학적 파워를 방출하도록 구성되고, 제2 n-층과 제2 p-층 사이에 배치되는 제2 광 또는 광학적 파워 방출 활성 층을 포함하는 제2 광 또는 광학적 파워 방출 반도체 구조물을 포함하는 제2 세그먼트화된 광 또는 광학적 파워 방출 디바이스
    를 포함하고,
    상기 제2 다이를 복수의 제2 개별적으로 어드레싱가능한 세그먼트로 분리하기 위해 복수의 제2 트렌치가 적어도 상기 제2 광 또는 광학적 파워 방출 반도체 구조물 내에 형성되는, 조명 디바이스.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제2 활성 층에 의해 방출된 광 또는 광학적 파워를 상기 제2 컬러 포인트 또는 스펙트럼 및 상기 제3 컬러 포인트 또는 스펙트럼과는 상이한 적어도 하나의 제4 컬러 포인트 또는 스펙트럼을 갖는 광 또는 광학적 파워로 변환하고, 상기 제2 광 또는 광학적 파워 방출 디바이스에 의해 방출되는 총 광 또는 광학적 파워로 변환되지 않은 상기 적어도 하나의 제2 파장 변환 층을 통과하는 상기 제2 활성 층에 의해 방출되는 상기 광 또는 광학적 파워의 에너지 비율을 10% 미만으로 제한하도록 구성되는, 상기 복수의 제2 개별적으로 어드레싱가능한 세그먼트 모두 위에 배치되는, 제2 파장 변환 층을 추가로 포함하는, 조명 디바이스.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 파장 변환 층 및 상기 제2 파장 변환 층은 각각 상기 제1 세그먼트화된 광 또는 광학적 파워 방출 디바이스 및 상기 제2 세그먼트화된 광 또는 광학적 파워 방출 디바이스에 의해 방출되는 총 광 또는 광학적 파워로 변환되지 않은 상기 제1 파장 변환 층 및 상기 제2 파장 변환 층을 통과하는 상기 제1 활성 층 및 상기 제2 활성 층에 의해 각각 방출되는 상기 광 또는 광학적 파워의 에너지 비율을 2% 미만으로 제한하도록 구성되는, 조명 디바이스.
  14. 제12항에 있어서, 상기 제2 컬러 포인트는 온백색 또는 오렌지색 중 하나이고 1800K 내지 2500K의 컬러 포인트에 대응하고, 상기 제4 컬러 포인트는 냉백색, 청색 또는 청록색인, 조명 디바이스.
  15. 제12항에 있어서, 상기 제2 컬러 포인트는 적색 광에 대응하고, 상기 제4 컬러 포인트는 청록색 광에 대응하는, 조명 디바이스.
  16. 제12항에 있어서, 상기 제1 및 제3 컬러 포인트 또는 스펙트럼은 청색 광 또는 UV 광 중 적어도 하나에 대응하는, 조명 디바이스.
  17. 제12항에 있어서, 청색, 보라색 또는 자외선(UV) 광 또는 광학적 파워를 방출하도록 구성되고 제3 n-층과 제3 p-층 사이에 배치되는 제3 광 또는 광학적 파워 방출 활성 층을 포함하는 제3 광 또는 광학적 파워 방출 반도체 구조물을 포함하는 제3 다이를 포함하는 제3 세그먼트화된 광 또는 광학적 파워 방출 디바이스, 상기 제3 다이를 복수의 제3 개별적으로 어드레싱가능한 세그먼트로 분리하기 위해 적어도 상기 제3 광 또는 광학적 파워 방출 반도체 구조물 내에 형성되는 복수의 트렌치, 상기 제3 광 또는 광학적 파워 방출 구조물의 제1 표면 상에 상기 제3 p-층 및 상기 제3 n-층과 접촉하여 배치되는 복수의 콘택, 및 상기 제1 표면과 대향하는 상기 제3 광 또는 광학적 파워 방출 구조물의 제2 표면과 직접 접촉하는 광 산란 층을 추가로 포함하는, 조명 디바이스.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제2 컬러 포인트는 온백색 또는 오렌지색에 대응하고, 상기 제1 컬러 포인트 또는 스펙트럼은 청색, 보라색 또는 UV 광에 대응하고, 상기 조명 디바이스는 상기 복수의 제3 개별적으로 어드레싱가능한 세그먼트를 커버하는 광 산란 층을 추가로 포함하는, 조명 디바이스.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 세그먼트화된 광 또는 광학적 파워 방출 디바이스들로부터 출력된 광을 혼합하고, 상기 혼합된 광을 촬영될 장면 상에 제공하도록 구성되는 적어도 하나의 광학적 요소; 및
    상기 장면에 제공되는 상기 혼합된 광이 주변 조명에 기초하여 결정된 컬러 포인트를 갖도록 상기 제1 및 제2 세그먼트화된 광 또는 광학적 파워 방출 디바이스들 내의 상기 제1 및 제2 개별적으로 어드레싱가능한 세그먼트들의 복수의 상이한 조합 중 임의의 것을 어드레싱하도록 구성되는 제어기
    를 추가로 포함하는, 조명 디바이스.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 세그먼트화된 광 또는 광학적 파워 방출 디바이스들의 이미지를 촬영될 장면 상에 투영하도록 구성되는 적어도 하나의 프레넬 렌즈; 및
    상기 제1 및 제2 세그먼트화된 광 또는 광학적 파워 방출 디바이스들 내의 상기 제1 및 제2 개별적으로 어드레싱가능한 세그먼트들의 복수의 상이한 조합 중 임의의 것을 어드레싱하도록 구성되는 제어기
    를 추가로 포함하는, 조명 디바이스.
  21. 제20항에 있어서, 상기 제어기는 상기 촬영될 장면에 대해 결정된 조명 프로파일에 기초하여 상기 어드레싱된 제1 및 제2 개별적으로 어드레싱가능한 세그먼트들 중 상이한 것들에 적어도 2개의 상이한 레벨을 갖는 전류들을 인가하도록 추가로 구성되는, 조명 디바이스.
  22. 제11항에 있어서, 상기 조명 디바이스는 2개의 프레넬 렌즈를 포함하고, 각각의 프레넬 렌즈는 상기 제1 및 제2 세그먼트화된 광 또는 광학적 파워 방출 디바이스들 중 각각의 세그먼트화된 광 또는 광학적 파워 방출 디바이스의 이미지를 촬영될 장면 상에 투영하여, 상기 결정된 조명 프로파일 및 결정된, 미리 결정된 또는 선택된 컬러 포인트 또는 스펙트럼에 기초하여 원하는 밝기 분포를 생성하기 위해 상기 제2 컬러 포인트 또는 스펙트럼을 갖는 광 또는 광학적 파워와 상기 제4 컬러 포인트 또는 스펙트럼을 갖는 광 또는 광학적 파워가 상기 장면에서 중첩되게 하도록 구성되는, 조명 디바이스.
  23. 제11항에 있어서, 상기 제1 및 제2 세그먼트화된 광 또는 광학적 파워 방출 디바이스들 중 적어도 하나는 레이저인, 조명 디바이스.
KR1020197016389A 2016-11-07 2017-11-06 발광 디바이스 및 조명 디바이스 KR20190089909A (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662418447P 2016-11-07 2016-11-07
US62/418,447 2016-11-07
US15/803,803 2017-11-05
US15/803,803 US10222681B2 (en) 2016-11-07 2017-11-05 Segmented light or optical power emitting device with fully converting wavelength converting material and methods of operation
PCT/US2017/060215 WO2018106373A1 (en) 2016-11-07 2017-11-06 Light emitting device and illumination device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190089909A true KR20190089909A (ko) 2019-07-31

Family

ID=62063885

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197016389A KR20190089909A (ko) 2016-11-07 2017-11-06 발광 디바이스 및 조명 디바이스

Country Status (7)

Country Link
US (2) US10222681B2 (ko)
EP (2) EP4163979A1 (ko)
JP (1) JP2020501343A (ko)
KR (1) KR20190089909A (ko)
CN (5) CN110291640B (ko)
TW (1) TWI761387B (ko)
WO (1) WO2018106373A1 (ko)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6724634B2 (ja) * 2016-07-28 2020-07-15 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法
US10222681B2 (en) 2016-11-07 2019-03-05 Limileds LLC Segmented light or optical power emitting device with fully converting wavelength converting material and methods of operation
KR102418120B1 (ko) * 2017-11-01 2022-07-07 삼성전자 주식회사 복수의 발광부 및 복수의 수광부를 포함하는 전자 장치
US10854794B2 (en) 2017-12-20 2020-12-01 Lumileds Llc Monolithic LED array structure
US10957820B2 (en) * 2017-12-21 2021-03-23 Lumileds Llc Monolithic, segmented light emitting diode array
US10903266B2 (en) * 2018-12-31 2021-01-26 Lumileds Llc Ultra-smooth sidewall pixelated array LEDs
US10910433B2 (en) * 2018-12-31 2021-02-02 Lumileds Llc Pixelated LED array with optical elements
JP7305970B2 (ja) * 2019-01-28 2023-07-11 市光工業株式会社 車両用前照灯
US11680696B2 (en) 2019-12-13 2023-06-20 Lumileds Llc Segmented LED arrays with diffusing elements
US11489005B2 (en) 2019-12-13 2022-11-01 Lumileds Llc Segmented LED arrays with diffusing elements
GB2595715B (en) * 2020-06-04 2022-08-17 Plessey Semiconductors Ltd Enhanced colour conversion and collimation of micro-LED devices
WO2023086633A1 (en) * 2021-11-15 2023-05-19 Lumileds Llc Multiple led arrays with non-overlapping segmentation

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5898185A (en) 1997-01-24 1999-04-27 International Business Machines Corporation Hybrid organic-inorganic semiconductor light emitting diodes
US6734465B1 (en) 2001-11-19 2004-05-11 Nanocrystals Technology Lp Nanocrystalline based phosphors and photonic structures for solid state lighting
US6956247B1 (en) * 2004-05-26 2005-10-18 Lumileds Lighting U.S., Llc Semiconductor light emitting device including photonic band gap material and luminescent material
US7404652B2 (en) 2004-12-15 2008-07-29 Avago Technologies Ecbu Ip Pte Ltd Light-emitting diode flash module with enhanced spectral emission
EP1929532A1 (en) * 2005-09-19 2008-06-11 Koninklijke Philips Electronics N.V. Variable color light emitting device and method for controlling the same
DE102006061175A1 (de) * 2006-12-22 2008-06-26 Osram Opto Semiconductors Gmbh Strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement und Verfahren
WO2008091846A2 (en) * 2007-01-22 2008-07-31 Cree Led Lighting Solutions, Inc. Illumination devices using externally interconnected arrays of light emitting devices, and methods of fabricating same
JP5158472B2 (ja) * 2007-05-24 2013-03-06 スタンレー電気株式会社 半導体発光装置
US20090108269A1 (en) 2007-10-26 2009-04-30 Led Lighting Fixtures, Inc. Illumination device having one or more lumiphors, and methods of fabricating same
US20090173958A1 (en) * 2008-01-04 2009-07-09 Cree, Inc. Light emitting devices with high efficiency phospor structures
US20110012147A1 (en) * 2009-07-15 2011-01-20 Koninklijke Philips Electronics N.V. Wavelength-converted semiconductor light emitting device including a filter and a scattering structure
US8614539B2 (en) * 2010-10-05 2013-12-24 Intematix Corporation Wavelength conversion component with scattering particles
US20130093362A1 (en) * 2011-10-13 2013-04-18 Intematix Corporation Methods and apparatus for implementing tunable light emitting device with remote wavelength conversion
DE102011056888A1 (de) 2011-12-22 2013-06-27 Osram Opto Semiconductors Gmbh Anzeigevorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung
US20130187540A1 (en) 2012-01-24 2013-07-25 Michael A. Tischler Discrete phosphor chips for light-emitting devices and related methods
US9257617B2 (en) 2012-02-10 2016-02-09 Koninklijke Philips N.V. Wavelength converted light emitting device
DE102012112149A1 (de) * 2012-12-12 2014-06-26 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleiterbauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements
US9136442B2 (en) * 2013-01-25 2015-09-15 Tsmc Solid State Lighting Ltd. Multi-vertical LED packaging structure
WO2015004577A1 (en) 2013-07-08 2015-01-15 Koninklijke Philips N.V. Wavelength converted semiconductor light emitting device
JP2017501580A (ja) * 2013-12-19 2017-01-12 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． 均一な蛍光照明を伴うｌｅｄモジュール
US10910350B2 (en) * 2014-05-24 2021-02-02 Hiphoton Co., Ltd. Structure of a semiconductor array
WO2015184019A1 (en) * 2014-05-27 2015-12-03 Innosys, Inc. Lighting systems
WO2016063930A1 (ja) * 2014-10-24 2016-04-28 デンカ株式会社 波長変換体、それを用いた発光装置及び波長変換体の製造方法
JP6960915B2 (ja) 2015-11-10 2021-11-05 ルミレッズ ホールディング ベーフェー 適応光源
US10529696B2 (en) * 2016-04-12 2020-01-07 Cree, Inc. High density pixelated LED and devices and methods thereof
US10222681B2 (en) 2016-11-07 2019-03-05 Limileds LLC Segmented light or optical power emitting device with fully converting wavelength converting material and methods of operation

Also Published As

Publication number Publication date
CN116685021A (zh) 2023-09-01
EP3535784A1 (en) 2019-09-11
EP3535784B1 (en) 2023-01-04
US20190324350A1 (en) 2019-10-24
US20180129121A1 (en) 2018-05-10
CN116666534A (zh) 2023-08-29
EP4163979A1 (en) 2023-04-12
CN116666530A (zh) 2023-08-29
WO2018106373A1 (en) 2018-06-14
US10222681B2 (en) 2019-03-05
CN116666531A (zh) 2023-08-29
TW201834272A (zh) 2018-09-16
US10895800B2 (en) 2021-01-19
TWI761387B (zh) 2022-04-21
CN110291640B (zh) 2023-06-20
CN110291640A (zh) 2019-09-27
JP2020501343A (ja) 2020-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3535784B1 (en) Light emitting device and illumination device
JP7341202B2 (ja) 適応光源
US10924686B2 (en) Optoelectronic lighting device, method of illuminating a scene, camera and mobile terminal