TW201219694A - LED based illumination module color matched to an arbitrary light source - Google Patents

Description

201219694 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 所描述之實施例係關於包含發光二極體（led)之照明模 組。 【先前技術】 CIE 1 93 1 XYZ顏色空間廣泛用於特徵化從多種光源發射 之光的顏色。可基於從CIE 1931顏色空間導出的光源各自 顏色點而比較光源。期望改良使用LED作為光源的照明器 件，以達成匹配於非使用LED之光源的一視覺顏色。 【發明内容】 呈現基於視覺匹配之顏色空間的顏色鎖定目標，以可靠 地製造視覺顏色匹配於非以LED為基礎之光源的以LED為 基礎之照明模組。利用一視覺匹配之顏色空間，以使一以 LED為基礎之光源在儀器上及視覺上兩者匹配於非以LED 為基礎之一光源。在一態樣中，一種以LED為基礎之照明 模組經建構以達成在一預定容許度内的一視覺匹配之顏色 空間中的一目標顏色點。在另一態樣中，一種以LED為基 礎之照明模組經建構以視覺上匹配非以LED為基礎之一光 源，且基於視覺匹配之以LED為基礎之照明模組之光譜而 導出在CIE 193 1 XYZ顏色空間中的一目標顏色點。在下文 詳細之描述中描述進一步細節及實施例及技術。此發明内 容非主張定義本發明。本發明由技術方案定義。 【實施方式】 附圖繪示本發明之實施例，其中相同數字指示相同組 158283.doc 201219694 件。 現將對背景實例及本發明之—些實施例作出詳細參考， 該等實例繪示於附圖中。 圖1至圖2繪示兩個例示性照明器。圖丨中繪示之照明器 包含具有一矩形外觀尺寸的—照明模組1〇(^圖2中繪示之 照明器包含具有一圓形外觀尺寸的一照明模組1〇〇。此等 實例係出於例證性目的。亦可預期大體上多邊形及橢圓形 狀的照明模組之實例。照明器！ 5〇包含照明模組丨〇〇、反射 器140及燈器具130。如所描繪，燈器具13〇係一散熱器。 然而，燈器具130可包含其他結構及裝飾元件（圖中未繪 不）。反射器140安裝至照明模組1〇〇，以準直或偏轉從照 明模組100發射的光。該反射器140可由一導熱材料製成 (諸如包含鋁或銅的一材料），且可熱耦接至照明模組1〇〇。 熱藉由經照明模組1〇〇及該導熱反射器14〇之傳導而流動。 熱亦經由該反射器140上之熱對流而流動。反射器14〇可為 一複合式拋物線集中器，其中由一高度反射性材料建構或 塗佈該集中器。光學元件（諸如一擴散器或反射器14〇)可例 如藉助於螺紋、一夾具、一絞鎖機構或其他適當配置而可 移除地耦接至照明模組1 〇〇 ^包含照明模組丨〇〇的一照明器 150亦可為一改裝燈。 照明模組100安裝至燈器具130。如圖i及圖2中所描緣， 照明模組100安裝至散熱器13〇。散熱器π〇可由一導熱材 料製成’諸如包含紹或銅的一材料，且可熱搞接至照明模 組100。熱藉由經照明模組100及該導熱散熱器13〇之傳導

S 158283.doc 201219694 而流動。熱亦經由散熱器l3〇上的熱對流而流動。照明模 組100可經由螺絲螺紋而附接至散熱器丨3〇，以將該照明模 組100夾緊至該散熱器13〇。為促進照明模組1〇〇容易的移 除及替換，照明模組100可例如藉助於一夾具機構、一絞 鎖機構或其他適當配置而可移除地耦接至照明模組丨〇〇。 照明模組1 00包含至少一導熱表面，其例如直接或使用熱 油月曰、熱帶、熱墊或熱環氧樹脂而熱耦接至散熱器13〇。 為充分冷卻該等LED，流入板上之該等LED中的每一瓦特 的電忐應使用至少50平方毫米的一熱接觸面積，但較佳地 為100平方毫米。例如，在使用20個LED之情況中，應使 用一 1000至2000平方毫米的散熱器接觸面積。使用一更大 的散熱器130可允許該等LED 1〇2以更高功率驅動，且亦允 許不同的散熱器設計。例如，一些設計可展示較少取決於 該散熱器之定向的一冷卻能力。再者，可使用強製冷卻的 風扇或其他解決方案，以將熱從該器件移除。底部散熱器 可包含一孔隙，使得可對該照明模組1〇〇作出電連接。 圖3A繪示圖i中描繪之以LED為基礎之照明模組1〇〇之組 件的刀解圖。應理解，如在本文中所定義，以LED為基 礎之照明模組非為LED，而是為LED光源或^具或㈣光 源或器具之組件部分。以LED為基礎之照明模組1〇〇包含 一個或多個LED晶粒或封裝之LED以及一安裝板，lED晶 粒或封裝之LED附接至該安裝板。以LED為基礎之照明模 組100包含一個或多個固態發光元件，諸如安裝於安裝板 1〇4上的發光二極體（LED)l 02。安裝板104附接至安裝基部 158283.doc 201219694 ιοί ’且藉由安裝板扣環103而固定在適當位置。由LED 102填充的安裝板104及安裝板扣環103 一起構成光源子總 成115。光源子總成115係可插作以使用led 1 〇2而將電能 轉換為光。從光源子總成115發射之光引導至光轉換子總 成116，用於顏色混合及顏色轉換。光轉換子總成116包含 腔本體105及輸出窗108，且視需要包含底部反射器插入物 106及側壁插入物1〇7之任一者或兩者。輸出窗1〇8固定至 腔本體105之頂部。腔本體105包含内部側壁，使得當腔本 體105安裝於光源子總成i 15上時，該等内部側壁將來自該 等LED 102的光引導至該輸出冑。底部反射器插入物ι〇6可 視需要置於安裝板1〇4上。底部反射器插入物1〇6包含孔 .洞’使得每-LED 102之發光部分非由底部反射器插入物 二106阻塞。側壁插入物1〇7可視需要置於腔本體ι〇5内，使 得當腔本體1〇5安裝於光源子總成115上時’側壁插入物 1〇7之内部表面將來自該等LED 1〇2的光引導至該輸出窗。 儘官如所描繪，腔本體1〇5之内部側壁從照明模組之頂 部觀看係矩形的，可預期其他形狀（例如，三葉草形或多 邊形）。再者，腔本體105之内部側壁可從安裝板ι〇4錐形 向外至輸出窗108’而非如所描繪般垂直於輸出窗⑺卜 圖3B繪示圖1中描繪之以LED為基礎之照明模組1〇〇的一 透視、橫截面圖。在此實施例中，安置於安裝板1〇4上的 側壁插入物107、輸出窗⑽及底部反射器插入物106界定 以㈣為基礎之照明模組⑽中的—纽合腔⑽，其中來 自6亥等LED 1〇2之—部分光經反射，直到光經輸出窗108而

S 158283.doc 201219694 出去。在該腔109内反射光在從該輸出窗108出去之前，在 該腔109内反射光具有混合光且提供從該以LED為基礎之 照明模組100發射的光的一更均勻分佈的效應。可用一波 長轉換材料塗佈腔本體105之側壁之部分（或視需要，側壁 插入物107)。此外’可用相同或一不同波長轉換材料塗佈 輸出窗108之部分。再者，可用相同或一不同波長轉換材 料塗佈底部反射器插入物106之部分。組合此等材料之光 子轉換特性與腔1〇9内的光混合而導致由輸出窗1〇8輸出的 一顏色轉換的光。藉由調諧該等波長轉換材料之化學特性 及腔109之内部表面上之塗層的幾何特性（例如，層厚度、 磷光體粒子尺寸、磷光體混合物及粒子密度），可指定由 輸出窗108輸出之光的特定顏色特性，例如，顏色點色 溫及演色指數（CRI)。 出於此專利文件的目的 波長轉換材料係執行一彦負 轉換功能（例如，部分吸收—峰值波長的光，且發射另. 峰值波長的光)的任何單-化學化合物或不同化學化合, 的混合物。 用非固體材枓（諸如空氣或一情 109，使得該等led 10)淼龢丄s 102發射先至該非固體材料。經由 例’可密封性地密钮#邮 腔，且用氬氣填充該腔。或者， 使用氮氣。在JL他管说7丨丄 ⑽“…例、：中’可用一固體囊封材料填充 由只例’聚發氧可用於填充該腔。 該等LED 1〇2可發射 或藉由璘光體轉換， 射 不同或相同顏色，例如藉由直接發 其中磷光體層施覆至該等LED，作 158283.doc 201219694 為該LED封裝之部分。因此，該照明模組1〇〇可使用任何 組合的有色LED 102，諸如紅色、綠色、藍色、琥珀色或 月色，或該等LED 102均可產生相同顏色的光，或均可產 生白光。例如，該等LED 102均可發射藍光或1；¥光❶當與 ' 磷光體（或其他波長轉換構件）組合使用時，其可例如在該 * 輸出窗1〇8内或該輸出窗上，施加至腔本體1〇5之側 壁，或施加至置於該腔内部的其他組件（圖中未繪示），使 仔3亥照明模組1 0 〇之輸出光具有如所要的顏色。 该安裝板104提供至該等附接之led 1 02、至一電源供應 器之電連接（圖中未繪示）。在一實施例中，該等LED】〇2 係封裝之LED，諸如由Philips Lumileds Lighting製造的 Luxeon Rebel。亦可使用其他類型之封裝led，諸如由 OSRAM(Ostar封裝）、Luminus Devices(美國）、Cree(美 國）、Nichia(日本）或Tridonic(奥地利）製造的封裝LED。如 本文中所定義，一封裝之LED係含有電連接的一個或多個 LED晶粒之一總成’諸如線接合連接或柱凸塊，且可能包 含一光學元件’及熱、機械及電介面。該等LED 102可包 含5玄專LED晶片上的一透鏡。或者，可使用沒有一透鏡的 LED。沒有透鏡的LED可包含保護性層，其等可包含磷光 體。s亥專填光體可施加為一黏合劑中的一分散物，或施加 為一分離層。每一 LED 102包含至少一 LED晶片或晶粒， 其可女裝於· ?'基板上。該LED晶片通常具有約1 mm乘1 mm乘0.5 mm的一尺寸，但此等尺寸可改變。在一些實施 例中’該等LED 102可包含多個晶片。該多個晶片可發射 158283.doc -5 201219694 類似或不同顏色的光，例如，紅色、綠色及藍色。再者 不同磷光體層可施加於相同子基板之不同晶片上。該子基 板可為陶瓷的或其他適當材料。該子基板通常包含在一底 部表面上的電接觸墊’該等電接觸墊耦接至該安裝板 上的接觸件。或者，電接合線可用於將該等晶片電連接至 一安裝板。與電接觸墊一起，該等LED 1〇2可包含該子基 板之底部表面上的熱接觸區域’由該等LED晶片產生之熱 可經該子基板之底部表面而提取。該等熱接觸區域耦接至 该女裝板104上的散熱層。散熱層可安置於安裝板ι〇4之頂 層、底詹或中間層之任意者上。散熱層可藉由連接頂部、 底部及中間散熱層之任意者的通孔而連接。 在一些實施例中，該安裝板104將由該等LED 102產生之 熱傳導至該板104之側面及該板1〇4之底部。在一實例中， 安裝板104之底部可經由安裝基部1〇1而熱耦接至一散熱器 13〇(如圖1及圖2中所展示）。在其他實例中，安裝板1〇4可 直接耦接至一散熱器，或一照明器具及/或驅散熱之其他 截構（諸如一風扇）。在一些實施例中，該安裝板丨將熱傳 導至熱耦接至該板104之頂部之一散熱器。例如，安裝板 扣環103及腔本體1〇5可將熱從安裝板1〇4之頂表面傳導 開。安裝板104可例如為一 FR4板，其係〇 5 111〇1厚，在頂表 面及底表面上具有相對較厚銅層（例如，3〇 4瓜至1〇〇 师）其用作熱接觸區域。在其他實例巾，該板可^ — 金屬芯印刷電路板（PCB)或具有適當電連接的一陶瓷子基 板可使用其他類型之板，諸如由鋁（以陶瓷形式的氧化 158283.doc 201219694 崔呂）或氮化铭（亦以陶瓷形式）製成的板。 安裝板104包含電墊，該等led 102上之電墊連接至該等 電墊。該等電墊係藉由一金屬（例如，銅）電連接，上溯至 一接觸件、一電線、橋接器或其他外部電源連接至該接觸 ' 件。在一些實施例中’該等電墊可為經過該板1〇4之通 * 孔’且該電連接製造於該板之相對側上，即，底部。如所 繪示，安裝板104在尺寸上係矩形的。安裝至安裝板1〇4的 LED 102可以不同組態配置於矩形安裝板1〇4上。在一實例 中，LED 102在安裝板104之長度尺寸上延伸的列中及在寬 度尺寸上延伸的行中對準。在另一實例中，依六邊形緊密 封裝結構中配置LED 102。在此一配置中，每一 led距其 緊接的淨近者之各者係荨距的。此一配置係所要的，以增 加從該光源子總成115發射之光的均句度及效率。 圖4繪示如圖2中描繪的照明器15〇之一剖視圖。反射器 140可移除地耦接至照明模組丨〇〇。反射器i4〇係藉由一絞 鎖機構而粞接至照明模組1 〇〇 β藉由將反射器！ 4〇經反射器 扣環110中之開口而與照明模組1〇〇接觸而將反射器14〇與 照明模組100對準。藉由將反射器140繞光軸（〇Α)旋轉至一 、 嚙合位置而將反射器140耦接至照明模組1 00。在該嚙合位 置，在女裝板扣環103與反射器扣環1丨〇之間捕獲該反射器 140。在該嚙合位置，可在反射器14〇之卡合熱介面表面 123與安裝板扣環103之間產生一介面壓力。以。此方式，由 LED 1〇2產生之熱可經由安裝板1〇4、經由安裝板扣環 103、經由介面123而傳導，且至反射器丨4〇中。再者，複 158283.doc 5 201219694 數個電連接可形成於反射器14〇與扣環1〇3之間。 照明模組100包含一電介面模組（EIM)120。如所繪示， EIM 120可藉由固定夾137而可移除地附接至照明模組 100。在其他實施例中，EIM 12G可藉由—電連接器而可移 除地附接至照明模組100，該電連接器將EIM 12〇耦接至安 裝板104。EIM 12G亦可藉由其他@定構件而柄接至照明模 、、且100，例如，螺絲固件、鉚釘或扣入配合連接器。如所 描繪，EIM 120置於照明模組100之一腔内。以此方式， EIM 120包含於照明模組1〇〇内，且可從照明模組1〇〇之底 部側接達。在其他實施例中，EIM 12〇可至少部分置於燈 态具130内。該EIM 120將電信號從燈器具13〇傳達至照明 模組1〇〇。在電連接器133處電導體132耦接至燈器具13〇❶ 經由實例，電連接器133可為通常使用於網路通信應用中 的一註冊插孔（RJ)連接器。在其他實例中，電導體132可 藉由螺絲或夹具而耦接至燈器具13〇。在其他實例中，電 導體132可藉由一可移除滑動配合的電連接器而耦接至燈 器具130。連接器133搞接至導體134。連接器134可移除地 耦接至電連接器121，電連接器121安裝至EIM 12〇。類似 地，電連接器121可為一 RJ連接器或任意適宜可移除電連 接器。連接器121固定地搞接至ειμ 120。電信號135在導 體132上經電連接器丨33、在導體134上經電連接器121而傳 達至EIM 120 ^電信號135可包含電力信號及資料信號。 EIM 120將電信號135從電連接器121投送至EIM 12〇上的適 當電接觸墊。例如，EIM 120内的導體139可將連接器121 158283.doc )2 201219694 耦接至ΕΙΜ 120之頂表面上的電接觸墊131。如所缘示，彈 簧銷122將電接觸墊131可移除地耦接至安裝板104 ^彈菁 銷將安置於ΕΙΜ 120之頂表面上的接觸墊耦接至安袭板1〇4 之接觸墊。以此方式，電信號從ΕΙΜ 120傳達至安裝板 1〇4。安裝板104包含導體，以適當地將LED 1〇2輕接至安 裝板104之接觸墊。以此方式，電信號從安裝板ι〇4傳達至 適當的LED 102 ’以產生光。EIM 120可從一印刷電路板 (PCB)、一金屬怒PCB、一陶兗基板或一半導體基板建 構。可使用其他類型的板，諸如由氧化鋁（以陶究形式的 氧化鋁）或氮化鋁（亦以陶瓷形式）製造的板。EIM 12〇可建 構為包含複數個插入模製之金屬導體的一塑膠部分。 安裝基部101可替代地耦接至燈器具130 ^在所綠示之實 例中，燈器具130用作一散熱器。安裝基部1〇1及燈器具 130在一熱介面136處輕接至一起。在該熱介面處，安裝基 部101之一部分及燈器具130之一部分隨著照明模組1〇〇耦 接至燈器具130而接觸。以此方式，由led 102產生之熱可 經由安裝板104、經由安裝基部1〇ι、經由介面136而傳 導’且至燈器具130中。 為移除及替換照明模組1 〇〇，照明模組i 〇〇從燈器具丨3 〇 斷開搞接’且電連接器121斷開連接。在一實例中，導體 U4包含足夠長度，以允許照明模組1〇〇與燈器具之間 的足夠分離’以允許—操作員到達器具13〇與照明模組1〇〇 之間以將連接器121斷開連接。在另一實例中，連接器 工21可經配置使得從燈器具13〇在照明模組1〇〇之間一位移 158283.doc 5 -13- 201219694 起作用而將連接器121斷開連接。在另一實例中，導體134 纏繞—彈簧負載捲軸。以此方式，導體134可藉由從該捲 轴展開而延伸，以允許連接器121之連接或斷開連接，且 接著導體134可由該彈簧負載捲轴之動作藉由將導體纏 繞至該捲軸上而縮進。 運用該光混合腔109之兩個或多個波長轉換組件之每一 者具有不同波長轉換特性，該以LED為基礎之照明模組 100可產生具有一較高精確度的一預定或目標顏色點。 圖5係以CIE 1931 XYZ顏色空間為基礎之一（xy)色度圖 的圖解闡釋。CIE 1931顏色空間係基於三個顏色匹配函 數。三個三色刺激值將該CIE 1931 XYZ顏色空間表達為三 維顏色空間。每一顏色匹配函數將一給定光譜8(λ)與該三 個二色刺激值X、γ及Ζ之各者關聯，如方程式（丨）中所描 述0 义 1931 V J1931 ^1931 (1)

=\CMFxS{X)dX =\CMFYS{X)dX =\CMFzS{X)dX 圖5之xy色度圖係在二維空間（xy)上的三維CIE 193 ^ XYZ顏色空間之一投影’使得亮度被省略。每一顏色座秩 (X，y)可表達為三個三色刺激值的一函數，如方程式（2)中 所描述。

X

X~ X + Y + Z Y (2) y =-

X + Y + Z 158283.doc -14- 201219694 具有僅僅該CIE 1931 \丫2顏色空間之投射變換的其他顏 色空間。例如，CIE 196〇均勻顏色標度（CIE 196〇 UCS)及 CIE 1976均勻顏色標度（CIE 1976 UCS)兩者僅係該CIE 1931 XYZ顏色空間之變換。該CIE 1960 UCS將二維色度 (uv)表達為該三個三色刺激值之一函數，如方程式（3)中所 描述。

4X

U ~ X + 15Y + 3Z '·_ 6Y (3)

V~ X + 15Y + 3Z 該CIE 1976 UCS將二維色度（uV)表達為該三個三色刺 激值之一函數，如方程式（4)中所描述。

U ~ X + 15Y + 3Z 97 ⑷

X + 15Y + 3Z 該CIE 1960 UCS顏色空間已經大體上由該CIE 1976 UCS 顏色空間取代為均勻色度的一表達。然而，該CIE 1960 UCS顏色空間作為色度的一表達仍然有用，此係因為相關 色溫（CCT)的等溫線垂直於CIE 1960 UCS中之普朗克轨跡 (Planckian locus)而對準。在CIE 1960 UCS之環境中，偏 離程度係沿著常數CCT的一線介於由該光源產生之光之顏 色點與該普朗克軌跡之間的距離。在CIE 1960 UCS中，偏 離程度指以Auv為單位。因此，一白光源之顏色點可描述 為一 CCT值及一 auv值，即，如在該ciE 1960顏色空間中 5 158283.doc -15- 201219694 斤量則的對該黑體曲線的偏離程度。因而斷定由以為 基礎之照明模組丨〇〇輸出的光之顏色的規範可表達為一預 定容許度内的一CCT值及一預定容許度内的一值。圖6 、曰示在6亥CIE 1960色度圖背景中平行於橫轴且Auv單位沿 著縱軸的該黑體曲線400(有時稱為一普朗克軌跡）之一標繪 圖。目標顏色點256-258繪示為例示性目標顏色點。對該 目標顏色點之偏離程度指以為單位。當一光源之顏色 .·占從預疋目標顏色點明顯變化時，該光的顏色將有感知 地不同於所要的顏色。此外，當光源彼此接近時，例如在 補強照明或一顯示器中，甚至可注意到略微的顏色差異， 且視為非所要的。 生產產生接近一目標顏色點的光的光源係所要的。例 如，當出於一般照明之目的而使用以LED為基礎之照明模 組100時，期望以LED為基礎之照明模組100產生具有一特 定相關色溫（CCT)的白光。CCT係關於一黑體輻射體之溫 度，且在2700 K與6000 K之間的溫度通常出於一般照明目 的係有用的。較高色溫視為「冷」，如其等在顏色上帶藍 色，而較低溫度視為「暖」，如其等含有更多的黃紅顏 色。經由實例，2700 K、300〇 K、3500 κ' 4〇〇() κ、42〇〇 Κ、5000 Κ、6500 Κ之CCT係通常所要的。在另一實例 中，期望從以LED為基礎之照明模組發射的光鎖定目標為 CIE施照體系列A、B、C、D、E及F之任意者。 如圖5中所繪示’在CIE 193 1顏色空間中的一黑體輻射 體之色度呈現為曲線200。此曲線有時稱為普朗克軌跡。 158283.doc -16· 201219694 理想地’光源產生在該黑體曲線200之一目標顏色點處的 光。然而實際上，由於對使用當前程序而製造之一 LED光 源之光輸出缺乏精確的控制’尤其用一 LED光源，產生在 該黑體曲線200之一目標顏色點處的光係困難的。通常， 在由該光源產生之光的顏色點與該黑體曲線2〇〇之目標顏 色點之間將具有一些距離，其已知為對該黑體曲線上的目 標顏色點處的偏離程度。 一 LED通常在基於從其等之發光光譜分佈（spectral power distribution)導出的多種特性的一生產運行 (production run)後分格（bin)。該等LED之成本由該分格的 尺寸（分佈）決定。例如，一特定LED可基於其峰值波長的 值而分格LED之峰值波長係其發光光譜分佈量值最大 時的波長。峰值波長係一共同計量，以將藍色lEd之發光 光譜分佈之顏色態樣特性化。通常使用許多其他計量，以 基於其等之發光光譜分佈（例如，主波長、xy顏色點、uv 顏色點等等）而對LED分格。分離藍色led係常見的，以用 五奈米的峰值波長的一範圍而分格銷售。 如上文所討論，以LED為基礎之照明模組丨〇〇包含具有 複數個LED 102的一板104。填充板104的該複數個LED 102係可操作以產生具有一特定發光光譜分佈的光。此發 光光譜分佈之顏色態樣可由其中央波長特性化。一中央波 長係某—波長，在該波長處，該發光光譜分佈之一半面積 係基於來自小於該中央波長之波長的貢獻，且該發光光譜 刀佈之另一半面積係基於來自大於該中央波長之波長的貢

S 158283.doc •17· 201219694 獻。對於複數個板，可計算該中央波長的一標準偏差。在 一些生產實例中，複數個板之中央波長的一標準偏差可小 於0_ 1 nm ’例如’用出於其等之緊密匹配之發光光譜分佈 而仔細選擇的LED或用來自一較小格的LED而填充的板。 當然，當生產具有約0.1 nm或更小之中央波長的一標準偏 差的板時，成本明顯增加。在其他實例中，複數個板之中 央波長的一標準偏差可小於〇·5 nm ^在又一實例中，複數 個板之中央波長之一標準偏差可小於2 .〇 nm。 該以LED為基礎之照明模組丨〇〇可容納具有一寬發光光 譜分佈的LED，同時仍達成一預定容許度内的一目標顏色 點。此外’可生產多個LED模組1〇〇，每一 Led模組具有擁 有不同發光光譜分佈的一個或多個led，例如，中央波長 的一較大標準偏差，同時仍然達成從一以Led為基礎之照 明模組100至另一者的緊密匹配的顏色點，且其中該等 LED模組100之匹配顏色點在對一目標顏色點的一預定容 許度内。因此，可使用較不昂貴的LED。藉由使用該光混 合腔109的兩個或多個波長轉換組件，可精確地控制由該 以LED為基礎之照明模組1〇〇發射之光的顏色點。例如， 在s亥以LED為基礎之照明模組1 〇〇之組裝期間，可基於其 等之波長轉換特性及由該等LED 102產生之光的發光光譜 分佈而選擇兩個或多個波長轉換組件，使得所得之經該窗 108透射的光具有在一預定目標顏色點之一預定容許度内 的一顏色點。以LED為基礎之照明模組ι〇〇之波長轉換組 件可經選擇以產生在0_009與0.0035之間的一所要的Διιν的 158283.doc •18- 201219694 偏離程度，且若期望，則更小，諸如0 〇〇2。 圖16係繪示一種以LED為基礎之照明模組loo之一部分 組裂程序的一流程圖。如圖丨6中所繪示，複數個波長轉換 組件之各者生產為具有變化的波長轉換特性（5〇2及5〇4)。 若期望，可藉由組裝以LED為基礎之照明模組100之實體 或藉由一外部實體（其接著將該等波長轉換組件提供至組 裝以LED為基礎之照明模組！ 〇〇之實體）而生產該等波長轉 換組件。該等波長轉換組件之不同波長轉換特性例如藉由 改變該等組件上或該等組件内的波長轉換材料之濃度及/ 或厚度而生產《該波長轉換材料之濃度及/或厚度可經改 變以產生具有相差0.001 Auv(在CIE 196〇圖中）或更小的波 長轉換特性的組件。例如，可生產具有不同濃度及/或厚 度之黃色波長轉換材料的複數個窗丨〇8。類似地，可生產 具有不同濃度及/或厚度之紅色波長轉換材料的複數個側 壁插入物107(或底部反射器插入物106)。若期望，對於每 一組件（例如，側壁插入物1〇7或窗1〇8)可使用相同配方的 波長轉換材料，但具有不同的濃度及/或厚度。再者，可 使用不同配方之波長轉換材料，例如，可使用多種波長轉 換材料的不同混合物。例如，該等側壁插入物1〇7可用一 波長轉換材料塗佈’其具有擁有相同或不同濃度及厚度的 不同比率之紅色及黃色戟體。類似地，彳用不同波長轉 換材料塗佈該組件之不同區域。此外，可使用相同濃度及 厚度’但在該組件上具有不同覆蓋面積量，例如，可改變 該側壁插入物未覆蓋部分的量。 158283.doc -19- 201219694 量測該複數個波長轉換組件之波長轉換特性（5〇6及 5 08)。該等波長轉換組件置於一測試器具上，其包含一光 源’例如’具有LED 102的一板104，其產生具有一已知發 光光譜分佈及顏色點的光。該等波長轉換組件單獨置於該 測試器具上，且使用例如一分光計及一積分球而量測顏色 點的移位。若期望，可完成使用一二向色濾光片的一強度 量測，以及積分球量測，或代替該積分球量測，或可使用 諸如由Konica-Minolta (CL-200色度計）生產的一色度計。 儲存對於母一組件所量測的波長轉換特性。對於該等組件 之波長轉換特性可使用一自參考量測。例如，可比較由該 等LED 102及所量測之組件之全發光光譜分佈所產生的顏 色點與由排除該波長轉換光之發光光譜分佈產生的顏色 點’以產生一自參考Auv值。 該等波長轉換組件之顏色點移位繪示於圖5之CI]E 193 ! 色度圖中。所測試之光源的顏色點（其在例如445 nm處產 生藍光）緣示為圖中的點21 〇。藉由例如該側壁插入物1 〇7 上或該側壁插入物107内之波長轉換材料產生之顏色點繪 不為點220，其對應於例如63〇 nm之一主波長。用該測試 光源由該側壁插入物i 07產生之顏色點移位沿著點線222， 其中該移位量將取決於該光混合腔1〇9之幾何及該側壁插 入物107上之該波長轉換材料的厚度及/或濃度。經由實 例’用該測試光源由該等側壁插入物1〇7之一者產生之量 ;則的顏色點綠示為點224，且從由沒有該側壁插入物！ 〇7之 測試光源產生之顏色點（例如，點21 〇)的移位Axy繪示為線 158283.doc -20- 201219694 226 ° 由例如該窗108上或該窗i〇8内之波長轉換材料產生之顏 色點繪示為點230，其對應於例如570 nm的一主波長。由 具有該測試光源之一窗108產生的顏色點移位取決於該窗 1〇8上之波長轉換材料之厚度及/或濃度而沿著該點線 232。經由實例’由具有該測試光源之該等窗1 〇8之一者產 生之量測的顏色點繪示為點234，且從由不具有該窗1〇8之 測試光源產生之顏色點（例如，點21〇)的移位Axy繪示為線 236。若期望，亦可使用一波長轉換組件上不同配方的波 長轉換材料，其將改變由該等波長轉換材料產生之顏色點 (如由箭頭240繪示）及因此該顏色點移位之斜率。 通常，從一 LED至下一者，在發光光譜分佈上具有一差 異。例如，應產生452 nm之藍光的LED將通常產生範圍可 在450 nm與455 nm或更大之間的光。在另一實例中，應產 生藍光之LED可產生在440 nm與475 nm之間之範圍的光。 在此實例中，從一 LED至另一者的發光光譜分佈可高達百 分之八。相應地，在組裝程序期間，對於每一以LED為基 礎之，日·?、明模組1 〇〇(圊16中為5 10)，可量測該等LED 102之 發光光譜分佈及/或顏色點。在LED之發光光譜分佈上的變 動係生產具有一致及精確顏色點的以LED為基礎之光源較 困難的一個原因。然而，由於以LED為基礎之照明模組 100包含具有可個別選擇之波長轉換特性的兩個或多個波 長轉換組件’可對於LED 1〇2的發光光譜分佈之一較大變 動而選擇該等組件之適當波長轉換特性，以產生在一預定

S 158283.doc 201219694 容許度内的一顏色點，例如，對一目標顏色點的小於 0.0035的一 Δυν。該目標顏色點可為例如27〇〇 κ、％卯 Κ、4000 Κ的一 CCT，或該黑體曲線上的其他溫度，或 者’該目標顏色點可不在該黑體曲線上。 圖6係從CIE 1960 UCS圖繪示LED模組之顏色點及黑體 曲線上之預定目標顏色點的一圖，該CIE i 96〇 ucs圖中横 軸表不CCT，且縱轴表示對該黑體曲線4〇〇之偏離程度 (△uv)。該等目標顏色點可例如為該黑體曲線4〇〇上的4〇⑽ K、3000 K及2700 K。若期望，可使用不在該黑體曲線4〇〇 上的其他目標CCT或顏色點。圖6用一矩形繪示對於目標 顏色點之各者的一預定容許度。例如，在4〇〇〇 κ的目標顏 色點’ CCT可變化±90 Κ，而在3000 Κ，該CCT可變化±55 Κ ’且在2700 Κ，該CCT可變化±50 Κ。CCT的此等預定義 谷許度在該黑體曲線上的每一各自目標顏色點上居中的二 階麥克亞當（MacAdam)橢圓内。對於每一 CCT，對該黑體 曲線的偏離Δίαν的預定容許度係±〇.〇〇1。在此實例中，Δυν 可在該黑體曲線400上變化〇·〇〇丨的一距離（表達為一正容許 度值，+0.001) ’且可在該黑體曲線4〇〇下變化〇 〇〇1的一距 離（表達為一負容許度值，-0.001) ^ AUV的此預定容許度在 該黑體曲線上的每一各自目標顏色點上居中的一階麥克 亞當橢圓内。繪示於圖6中的CCT及Διιν的該等預定容許 度在二階麥克亞當橢圓内，且亦在〇 〇〇35之Δι1，ν，的容許 度内。距該等目標顏色點在所繪示的容許度内的顏色點 非常接近以至於甚至當並排觀看光源時，顏色差異對 •22- 158283.doc rs 201219694 於大多數人無法分辨。 該圖出於參考之目的繪示在該3000 K CCT上居中的兩個 顏色線 顏色線4 〇 2對應於由一第一波長轉換材料產生 之顏色點移位。在當前實例中，顏色線402係該窗1〇8上的 一百色磷光體塗層。顏色線404對應於由一第二波長轉換 材料產生之顏色點移位。在當前實例中，顏色線4〇4係該 側壁插入物107上的一紅色磷光體塗層。顏色線4〇2指示由 該黃色磷光體產生之光的顏色點上的一移位的方向。顏色 線404指示由該紅色磷光體產生之顏色點上的移位方向。 該第一波長轉換材料及該第二波長轉換材料經選擇使得其 等各自在顏色點上之移位方向係不平行的。因為該黃色磷 光體及該紅色磷光體之移位方向不平行，所以可任意指定 由以LED為基礎之照明模組⑽發射之光的顏色點移位之 方向。此可藉由選擇每一磷光體之適當厚度及/或濃度而 達成，如上文所討論。經由實例，小光點4丨2、4丨4、4上6 及418以圖解繪示使用不同波長轉換組件由一以led為基 礎之照明模組1〇〇產生的顏色點。例如，光點412繪示具有 一組波長轉換組件的以LED為基礎之照明模組1〇〇的顏色 點。藉由選擇一不同窗1〇8，對於該以LED為基礎之照明 模組100，顏色點移位至光點414。如可見，從光點412至 414之顏色點上的差異與顏色線4〇2平行。接著選擇一不同 側壁插入物107,以產生一顏色點，繪示為光點416。光點 414至416的顏色點上的差異與顏色線平行。雖然此在 該3000 K目標内’藉由替代該窗1〇8而改良該顏色點的一 158283.doc 5 -23- 201219694 嘗試導致一顏色點’緣示為光點418，其中光點416與418 之間的移位與顏色線402平行。藉由再次替代該窗1〇8，該 以LED為基礎之照明模組1〇〇之一顏色點沿著線4〇2而移 位，以產生一顏色點，繪示為較大光點42〇，其較好地在 距該黑體曲線上3 〇〇〇 K之目標顏色點之預定容許度内。 除了如上文所討論之一給定顏色空間内的精確顏色鎖定 目標之外，執行顏色鎖定目標的顏色空間對於最小化不同 技術之光源之間的視覺可感知顏色差異係關鍵的。例如， 圖7繪不在3000 K的一鹵素光源及一組六個LED的模組（每 一者鎖定目標3000 K)的光譜。儘管在CIE 1931顏色空間中 鹵素光源及一組六個L E D的模組緊密地在儀器上匹配，但 是其等非在視覺上緊密匹配。圖8繪示鹵素燈及以led為 基礎之照明模組的的所量測顏色點。齒素燈及以LED為基 礎之照明模組係在一顏色目標窗内，其等由3〇〇〇 κ Κ之等溫線及最大值〇.〇〇1之Δυν線而劃界。若該兩個光源 係以LED為基礎之照明模組，則該兩個模組將無法在視覺 上可辨別。此外，若該兩個光源係鹵素燈，其等將無法在 視覺上可辨別。然而，與CIE 1931顏色空間關聯之顏色匹 配函數未精確地表達具有廣泛變化之光譜的光源色度。如 圖7中所繪示，齒素燈之光譜及以LED為基礎之照明模組 之光譜非常不同。齒素燈展現寬頻光譜回應，而以LED為 基礎之照明模組展現紅色、黃色及藍色波長範圍内的一系 列峰值。由於CIE 1931 χγΖ顏色空間的缺陷，儀器上匹配於 非以LED為基敎转、的以LED為基礎之錢趨❻於非在視 158283.doc

-24 · 201219694 覺上匹配。此指示該CIE 1931 XYZ顏色空間精確表達來自 具有廣泛不同發射光譜之光源發射之光所感知的顏色的一 失敗。此外’此對於可靠地製造以LED為基礎之光源造成 問題，該等光源產生感知為顏色匹配於非以固態技術（諸 如LED)為基礎之光源（例如，鹵素燈、汞弧燈、氙弧燈、 金屬鹵化物燈、高強度放電燈及白熾燈）的光。利用一視 覺上匹配的顏色空間’以使一以LED為基礎之光源在儀器 上及視覺上兩者匹配於非以LED為基礎之一光源β在一視 覺匹配之顏色空間中，從以LED為基礎之照明模組發射的 在一目標顏色點上的一光在視覺上匹配於非以固態技術為 基礎之在相同目標顏色點上的一目標光。以此方式，以 LED為基礎之光源及非以固態技術為基礎之目標光可在視 覺上及儀器上兩者匹配。 圖9繪示與CIE 1931 XYZ顏色空間中的每一三色刺激值 關聯的顏色匹配函數。再者，經由實例，亦繪示與一視覺 上匹配的顏色空間關聯的顏色匹配函數，其經設計以使齒 素燈在視覺上及儀器上兩者匹配於以led為基礎之光源。 在一實例中，與一鹵素匹配之顏色空間關聯之顏色匹配函 數（CMF x、CMF'J^ CMF'Z)更完全地描述於2009年5月的 CIE的布達佩斯期中會議上提出的由卜如以此及了抓的 Schanda撰寫的題為「a Better Descriptiori of Metameric

Experience of LED Clusters」的一論文中，其以引用之方 式併入本文中。以LED為基礎之照明模組可藉由將以LED 為基礎之照明模組在儀器上匹配於鹵素匹配之顏色空間中

S 158283.doc -25- 201219694 的鹵素光源而經調諧以視覺上匹配齒素光源。以一類似方 式，顏色匹配函數可經產生以使以led為基礎之照明模組 在儀器上及視覺上兩者匹配於鹵素光源或非以固態技術為 基礎之任何其他光源。 該齒素匹配之顏色空間係基於三個顏色匹配的函數 (CMF x CMF y及CMF’Z)。該三個三色刺激值（X，、γ,及z,) 將鹵素匹配的顏色空間表達為三維顏色空間。每一顏色匹 配函數將一給定光譜$(λ)關聯於三個三色刺激值χ,、Y,及 Ζ’之各者’如方程式（3)中所描述。 ^ = \CMF'X s{X)dX ^ =\CMF\S{x)dX (3)

Z' = \CMF'zS{x)dX 該i素匹配之顏色空間之色度可表達為該三維自素匹配 之顏色空間在二維空間（x，y’）上的一投影，使得亮度被省 略°每一顏色座標（X’，y，）可表達為三個三色刺激值之一函 數’如方程式（4)中所描述。 , 义， ____ _ x'+r+z' 7' (4) y — ™ Χ'+Υ'+Ζ1 圖1 ο繪示鹵素光源301及圖7之六個以LED為基礎之照明 模組的一群組302之顏色點在一卤素匹配之顏色空間尹的 評估。群組302中以LED為基礎之光源之各者在視覺上匹 158283.doc , 201219694 配於該函素光源301。具有許多判定一視覺匹配的實驗方 法。在—實例中，—群組色覺正常的個體檢查i素光源及 以led為基礎之光源’且判定在該等兩個源之間的光顏色 上是否有任何差異。當相關顏色的個體觀察者開始彼此意 見不同時，兩個光源判定為視覺上匹配的。在該等個體之 各者之間，在考慮到兩個源之間的相關顏色差異時沒有大 體上一致性的點處已達成一視覺匹配。因為每一個體感知 顏色不同，在個體之間一般的意見不同指示在兩個源之間 的顏色差異可忽略，且所感知的差異由每一個體的不同知 覺敏感性支配，而非在比較下的兩個光源。在另一實例 中，當顏色上的差異小於可由實驗建立的顏色上剛好明顯 差異時，光源視作視覺上匹配的。 圖10亦繪示視覺上匹配之顏色空間中的一顏色目標 3 04。如上文所討論，一群組之LED模組的每一 LED模組可 經調譜以達成該顏色目標304内的一顏色點。可以任何許 多方式建構顏色目標304。例如，顏色目標304可為該_素 光源301之顏色點上居中的該鹵素匹配之顏色空間中的— 圓。在一些實例中，顏色目標304可為具有特性為△fy，為 0.001與0.004之間的一偏離程度的一直徑的一圓。在一實 例中，該直徑係ΔχΥ為0.002的一偏離程度。如所描输， 顏色目標304由常數CCT之線及對普朗克執跡偏離之常數 線而劃界。在所繪示之實例中，顏色目標3〇4在一側上由 小於鹵素光源301之CCT的50 Κ的一線而劃界，在一第二 側上由大於鹵素光源301之CCT的50 Κ的一線而劃界，在

S 158283.doc -27- 201219694 第二側上由該鹵素光源之偏離程度上方Auv為〇 〇〇 1的一 偏離程度線而劃界，且在一第四側上由該_素光源3 〇 i之 偏離程度下方AUV為〇.〇01的一偏離程度線而劃界。如所描 繪’顏色目標304居中於鹵素光源30 1之量測的顏色點上。 然而’顏色目標3 04可關於一鹵素匹配之顏色空間中的任 何其他所要顏色點而居中。例如，可關於許多鹵素光源的 一平均顏色點而建構顏色目標304。該六個以LED為基礎 之照明模組之五者在該顏色目標3〇4内，且在儀器上匹配 於居中於該顏色目標304内的鹵素光源。 圖11繪示鹵素光源301及圖7之六個以LED為基礎之照明 模組之群組302的顏色點在CIE 1 93 1顏色空間内評估的一 h、’·β圖。由於CIE 1 93 1顏色空間及該鹵素匹配之顏色空間 之間的差異，鹵素光源301之顏色點不在儀器上匹配不在 儀器上匹配於以LED為基礎之照明模組之群組3 〇2之顏色 點。然而，群組302中的該等以LED為基礎之照明模組之 各者在視覺上匹配於鹵素光源3 〇 1。因此，為使以LED為 基礎之照明模組在儀器上及視覺上兩者匹配於_素光源， 在自與CIE 1931顏色空間不同顏色匹配函數導出的一鹵素 匹配之顏色空間内量測其等各自之顏色點。 圖11亦繪不在CIE 1 93 1顏色空間中以LED為基礎之照明 模組之群組之一者的顏色點3〇3。該顏色點3〇3可基於該 CIE 1931顏色匹配函數及下方以LED為基礎之照明模組的 光譜而計算，如前述方程式⑴及⑺中所繪示。由於以 LED為基礎之照明模組與由素光源在視覺上匹配，所以可 158283.doc -28· 201219694 使用在CIE 1931顏色空間中表達的此模組之顏色點作為在 CIE 1931顏色空間中建構一顏色目標3〇5的基礎。可以任 何許多方式建構顏色目標3〇5。例如，顏色目標3〇5可為 CIE 1931顏色空間中居中於以LED為基礎之照明模組之顏 色點303的一圓。在另一實例中，顏色目標3〇5可為多邊 形，其由對該普朗克軌跡之固定偏離程度線及常數CCT線 而劃界。在另一實例中，顏色目標305可居中於許多以 LED為基礎之模組之一平均顏色點上，該等模組視覺上匹 配於一鹵素光源。 如上文關於圖1 〇而时論，可關於一視覺匹配之顏色空間 中的任思光源之顏色點而建構以LED為基礎之照明模組 之一顏色目標。再者，如上文關於圖丨丨而討論，可於cie 193 1顏色空間中關於視覺上匹配於一任意光源的所量測以 LED為基礎之光源而建構一顏色目標。再者，亦可於一視 覺匹配之顏色空間中關於一參考施照體而建構一顏色目 標。同樣，可在CIE 1931顏色空間中關於量測的以lED為 基礎之光源而建構一顏色目標，該光源視覺上匹配於模擬 一參考施照體的一光源。 圖12繪示該鹵素匹配之顏色空間中描繪的普朗克軌跡。 可在該函素匹配之顏色空間中建構基於普朗克軌跡上之一 顏色目標的一顏色目標306。在一實例中，一顏色目標可 基於多邊形’其由對該普朗克軌跡之固定偏離程度線及常 數CCT線而劃界。在所繪示之實例中，顏色目標3〇6在一 側上由2950 K的一線而劃界’在一第二側上由3050〖的一 158283.doc 5 -29- 201219694 線而劃界’在—第三側上由對普朗克軌跡上方0.001的— 偏離程度線而劃界’且在一第四側上由該普朗克軌跡下方 0.001的一偏離程度線而劃界。圖12繪示以LED為基礎之照 明模組之顏色點303及鹵素光源之顏色點303兩者在預定義 顏色目標306中。於鹵素匹配之顏色空間中該兩個顏色點 303及303在儀器上匹配，且各自之光源在視覺上匹配。 圖13繪示CIE 1931顏色空間中的一顏色目標3〇7。建構 於顏色目標307仴的以LED為基礎之照明模組在視覺上匹 配於模擬近3000 K的一黑體輻射體的鹵素光源。可基於根 據前述方程式（1)及（2)的顏色點303的已知光譜而計算在 CIE 1931顏色空間中的顏色點3〇3。可以許多不同方式建 構顏色目標307。在一實例中，一顏色目標3〇7可以與顏色 目標306相同的方式予以定義，且在CIE 1931顏色空間中 關於顏色點303而居中。在另一實例中，顏色目標3〇7可關 於許多以LED為基礎之照明模組之一平均顏色點而居中， 該等模組視覺上匹配於模擬近3〇〇〇 K的一黑體輻射體的一 鹵素光源。因為CIE 1931顏色空間非在視覺上及儀器上兩 者匹配於鹵素光源及以LED為基礎之光源，在CIE丨93 j顏 色空間中沿著普朗克轨跡建構LED模組將不導致視覺上匹 配於相同顏色目標内建構的一幽素源的光源。 圖14 4會示該鹵素匹配之顏色空間中描繪的cie施照體系 列D的軌跡。可於該_素匹配之顏色空間中建構基於該系 列D執跡的一顏色目標308。在一實例中，一顏色目標可基 於多邊形，其由從該普朗克軌跡處固定偏離程度之線及常 -30· 158283.doc

201219694 數CCT線而劃界。在所緣干夕丨山 仕斤增不之貫例中，顏色目標308在一 侧上由4〇30 K的一線而劃界，在—第二側上由4170 K的- 線而劃界，在—第三側上由該系列D軌跡上方〇._的一偏 離程度線而劃界，I右一馀m 7 , _ 且在第四側上由該系列D軌跡下方 0-001的偏離程度線而劃界。顏色點31。係以LED為基礎 之…月杈、，且所里測之顏色點，該模組視覺上匹配於齒素光 源(一其經設計以模擬近41〇〇克耳文的一系列D施照體)。在 此只例中’由ElKO Ltd.建構該函素光源。在另一實例 中’以LED為基礎之照明模組可經建構以直接視覺上匹配 曰光。 圖15繪示CIE 1931顏色空間中的一顏色目標3〇9。以 LED為基礎之照明模組建構於顏色目標3内，其視覺上 匹配以非LED為基礎之一光源，該光源模擬近41〇〇 κ的一 系列D施照體。視覺上匹配之以LED為基礎之照明模組之 顏色點3 10綠示於圖14中的該鹵素匹配之顏色空間中，且 繪不於圖15中的CIE 193 1顏色空間中。可基於根據前述方 程式（1)及（2)的以LED為基礎之照明模組之已知光譜而計 算CIE 1931顏色空間中的顏色點31〇。可以許多不同方式 建構顏色目標309。在一實例中，一顏色目標3〇9可以與顏 色目標308相同的方式予以定義’且在ciE 193 1顏色空間 中關於顏色點3 10而居中。在另一實例中，顏色目標3 0 9可 關於許多以LED為基礎之照明模組之一平均顏色點而居 中，該等模組在視覺上匹配於模擬近4100 K的一系列D施 照體的一光源。因為CIE 193 1顏色空間非在視覺上及儀器

S 158283.doc -31 - 201219694 上兩者匹配於鹵素光源及以LED為基礎之光源，沿著CIE 193 1顏色空間中系列D施照體之軌跡建構led模組將不導 致視覺上匹配於建構於相同顏色目標内的一鹵素源的光 源。 圖17%示在一視覺匹配之顏色空間内調諧一以led為基 礎之照明模組的一方法6〇〇。方法6〇〇涉及在一視覺匹配之 顏色空間中量測一以LED為基礎之照明模組之一第一顏色 點（例如’鹵素匹配之顏色空間）（步驟6〇1)。方法6〇〇亦涉 及比較所量測之顏色點與該視覺上匹配之顏色空間中的一 目標光的一目標顏色點（步驟602)。例如，該目標光可為一 鹵素光源，且該目標顏色點可為該視覺匹配之顏色空間中 之该鹵素光源之顏色點。該目標光可為不包含一 LED作為 照明源的任何光源或施照體。方法6〇〇亦涉及選擇該以 LED為基礎之照明模組之一第一可選擇組件（步驟6〇3)。作 出該選擇使得該量測之顏色點在該目標顏色點之一預定容 許度内。因為該顏色點及該目標顏色點在一視覺上匹配之 顏色空間中表達，所以從以LED為基礎之照明模組發射的 在该目標顏色點上的一光視覺上匹配於在相同顏色點處的 目標光。 圖18繪示在一視覺匹配之顏色空間中調諧一以LED為基 礎之模組的一方法61〇，且使用調諧之一以LED為基礎之 模組之光譜，以決定非視覺匹配之一第二顏色空間中的一 目標顏色點。方法610涉及量測在一第一顏色空間（例如， 視覺上匹配之顏色空間）中一以L E D為基礎之照明模組的一 158283.doc -32- 201219694 顏色點（步驟611)。該目標光可為不包含一 lED作為照明源 的任何光源或施照體。方法61 〇亦涉及選擇該以LED為基 礎之照明模組的一第一可選擇組件（步驟612)〇作出該選擇 使得該量測之顏色點在該第一顏色空間中之一目標光（例 如，鹵素光源）之一目標顏色點之一預定容許度内。因為 該顏色點及該目標顏色點表達於一視覺匹配之顏色空間 中，所以從該以LED為基礎之照明模組發射的在該目標顏 色點處的一光視覺上匹配於相同顏色點處的目標光。在下 一步驟中（步驟613)，至少部分基於從該以lED為基礎之照 明模組發射之光的一光譜而在一第二顏色空間中決定―目 標顏色點。例如，該第二顏色空間可為CIE丨93丨顏色空 間。基於視覺上匹配於該目標光的該以LED為基礎之照明 模組之量測的光譜，可使用方程式（丨）及而計算CIE 193 1顏色空間中的模組之顏色點。在一實例中，該計算之 顏色點可處理為CIE 193 1顏色空間中的一目標顏色點。經 由貫例，CIE 193 1顏色空間非在視覺上匹配於鹵素光源， 因此在CIE 193 1顏色空間中表達的一鹵素光源的顏色點將 不同於a亥視覺匹配之以LED為基礎之照明模組之顏色點。 結果，表達於CIE 1931顏色空間中的該卤素光源之顏色點 並非生產視覺匹配之以LED為基礎之照明模組的一適宜目 標顏色點。在下一步驟中（步驟614)，在該第二顏色空間中 直測一以第二LED為基礎之照明模組之顏色點。在下一步 驟中（步驟61 5 )，選擇該以苐二LED為基礎之照明模組之一 第一可選擇組件’使得該量測之顏色點在該第二顏色空間 5 158283.doc -33· 201219694 中的該目標顏色點之一預定容許度内。以此方式，可在 CIE 1931顏色空間中顏色調諧以led為基礎之照明模組， 使得所得之模組視覺上匹配於非基於LED的一光。在CIE 1931顏色空間中調諧可為所要的，此係因為用CIE 1931顏 色空間之顏色匹配函數而程式化在以LED為基礎之照明模 組之生產中有用的巨大量之顏色量測設備。 儘管在上文中出於指導性目的而描述某些特定實施例， 此專利文件之教示具有一般的可應用性’且非限制於上文 4田述之特疋貫施例。在一實例中，引入一鹵素匹配之顏色 空間’且描述調諧一以LED為基礎之照明模組，以視覺上 匹配於一鹵素光源。然而，在其他實施例中，可利用適宜 於視覺上匹配一以led為基礎之照明模組的任何顏色匹配 之顏色空間，該模組具有不包含LED的一任意光源。在另 一實例中’討論具有可選擇組件之一以led為基礎之照明 模組，以執行顏色調諸。在另一實例中，圖1 9繪示包含一 LED 102及一第一可選擇組件62〇的一以LED為基礎之照明 模組100。亦可視需要包含一第二可選擇組件621。以led 為基礎之照明模組1〇〇產生一組合光625，其視覺上及儀器 上匹配於非以固態技術為基礎之一光。從LED 102發射之 一第一部分光622可貢獻於組合光625，而沒有藉由該第一 可選擇組件或第二可選擇組件轉換。從LED 1〇2發射之一 第二部分光623在顏色上由第一可選擇組件62〇予以轉換， 且貝獻於組合光625。視需要，從LED 1〇2發射的一第三部 分光624在顏色上由第二可選擇組件621予以轉換，且貢獻 158283.doc • 34 · 201219694 於組合光625。在其他實施例中 ’可在最後組裝之前或之 後利用具有一般顏色調諧能力r η白月匕力（例如，電子顏色調諧，藉 由機械調整而調諧，及藉由抟纟％ , 稽由改變化學組合物及/或濃度而 調έ皆）的以LED為基礎之昭明握知

…、月模組，以達成對於不包含LED 的-任意光源的一視覺顏色匹配。在另一實例令，討論 ⑽1931顏色空間中以咖為基礎之照明模組之顏色調 谐’其至少部分基於視覺上匹配於非基於固態技術的一光 的-種以LED為基礎之照明模組之光譜而較目標於一顏 色目標。然而在其他實例巾’以LED為基礎之照明模組可 至少部分基於以LED為基叙照明餘（該照明模組非視覺 上匹配於非基於固態技術的—光)的光譜而在其他顏色空 間（例如，基於cIE 1931標準色度觀測者及CIE 1964補充標 準色度觀測者之任意者的一顏色空間）中調諧顏色。 相應地，所描述之實施例之多種特徵之多種修改、改編 及組合可在未脫離如申請專利範圍中闡明之本發明的範圍 之下而實踐。 【圖式簡單說明】 圖1係一 A?、明器的圖解闡釋，其包含具有一矩形外觀尺 寸的一種以LED為基礎之照明模組丨〇〇。 圖2係一照明器的圖解闡釋，其包含具有一圓形外觀尺 寸的一種以LED為基礎之照明模組1〇〇。 圖3 A繚示圖1中描繪之以lEd為基礎之照明模組1〇〇之組 件的一分解圖。 圖3B繪示圖1中描繪之以LED為基礎之照明模組100之一 158283.doc -35· 201219694 透視、橫截面圖。 圖4繪示圖2中描繪之照明器150的一剖視圖。 圖5係基於CIE 1931 XYZ顏色空間之一（Xy)色度圖的圖 解闡釋。 圖6係繪示黑體曲線上LED模組之顏色點及預定目標顏 色點的一圖。 圖7繪示一鹵素光源及一組六個LED模組之光譜，每一 模組鎖定目標3000克耳文^ . 圖8繪示一鹵素燈及一以LED為基礎之照明模組所量測 之xy色度座標。 圖9繪示在CIE 1931 XYZ顏色空間中及一鹵素匹配之顏 色空間中與每一三色刺激值關聯的顏色匹配函數。 圖10繪示圖7中之鹵素光源及六個以LED為基礎之照明 模組之群組在鹵素匹配之顏色空間中的顏色點。 圖11繪示圖7之鹵素光源及六個以LED為基礎之照明模 組之群組在CIE 1931顏色空間中的顏色點。 圖12繪示描繪於鹵素匹配之顏色空間中的普朗克軌跡及 以普朗克軌跡為基礎之一顏色目標。 圖13繪示CIE 193 1顏色空間中的一顏色目標。 圖14繪示描繪於鹵素匹配之顏色空間中之cie施照體系 列D的執跡及一顏色目標。 圖15繪示CIE 193 1顏色空間中的一顏色目標3〇9。 圖16係繪示用於一種以LED為基礎之照明模組1 〇〇之組 裝程序的一部分的一流程圖。 158283.doc -36· 201219694 圖17繪示在一視覺匹配之顏色空間中調諧一以LED為基 礎之照明模組之一方法600。 圖18繪示在一視覺匹配之顏色空間中調諧一以led為基 礎之模組的一方法610，且使用調諧之一以LED為基礎之 核組之光§朁，以決定在非視覺匹配之一第二顏色空間中的 一目標顏色點。 圖19繪示一種以LED為基礎之照明模組，其具有至少一 可選擇組件’以執行顏色調諧。 【主要元件符號說明】 100 照明模組/以LED為基礎之照明模組/LED模組 101 安裝基部 102 發光二極體 103 安裝板扣環 104 安裝板 105 腔本體 106 底部反射器插入物 107 側壁插入物 108 輸出窗 109 主要光混合腔 110 反射器扣環 115 光源子總成 116 光轉換子總成 120 電介面模組 121 電連接器 158283.doc -37- 彈簧銷 燈器具 電接觸墊 電導體 電連接器 導體 電信號 熱介面 固定失 導體 反射器 照明器 黑體輻射體曲線 所測試之光源的顏色點 點 點線 點 線 點 點 線 箭頭 目標顏色點 目標顏色點 rs •38 201219694 258 目標顏色點 301 鹵素光源 302 群組 303 顏色點 304 顏色目標 305 顏色目標 306 顏色目標 307 顏色目標 308 顏色目標 309 顏色目標 310 顏色點 400 黑體曲線 402 顏色線 404 顏色線 412 小光點 414 小光點 416 小光點 418 小光點 420 較大光點 620 第一可選擇組件 621 第二可選擇組件 622 第一部分光 623 第二部分光 624 第三部分光 625 組合光 s 158283.doc -39-

Claims (1)

1. 201219694 七、申請專利範圍： 1. 一種照明模組，其包括： 至少一發光二極體，其可操作以產生具有一發光光譜 分佈的一量的光；及 一第一可選擇組件，其包含具有發光光譜分佈之一函 數的一第一波長轉換特性的一第一類型之波長轉換材 料，該第一可選擇組件轉換來自該至少一發光二極體的 該量的光的一部分以產生從該照明模組發射的光，該第 一波長轉換特性轉換來自該至少一發光二極體的該量的 光的該部分以在一第一顏色點產生從該照明模組發射的 光，忒光具有小於從木包含一發光二極體的一光源發射 的在一第二顏色點之光的一僅僅明顯差異，其中該第二 顏色點係在對該第一顏色點之Ax，y，為〇 〇〇2的一偏離程度 内。 2. 如请求項1之照明模組，其進一步包括： 一第二可選擇組件，其包含具有不同於該第一波長轉 換特性之一第二波長轉換特性之一第二類型之波長轉換 材料，其中該第一可選擇組件之該第一波長轉換特性及 該第二可選擇組件之該第二波長轉換特性轉換來自該至 少一發光二極體的該量之光的該部分，以產生該第一顏 色點。 ^ 3. 如請求項丨之照明模組，其中不包含一發光二極體的該 光源係模擬一施照體的一光源，該施照體係取自由以下 組成之一群組中：一A系列施照體、一3系列施照體、一 S 158283.doc 201219694 C系列施照體、一 D系列施照體、一 E系列施照體、一 f 系列施照體及一黑體輻射體。 4. 如請求項1之照明模組，其中該光源係取自由以下組成 的一群組：一鹵素燈、一緊密金屬鹵化物燈、一高強度 放電燈及一螢光燈。 5. 如請求項2之照明模組，其中該第一可選擇組件及該第 二可選擇組件經組態以將由該至少一發光二極體發射之 該量的光的一部分轉換為一量之轉換光，且其中從該照 明模組發射的該光包含該量之轉換光。 6. 如請求項1之照明模組，其中從該照明模組發射的在CIE 1 93 1顏色空間中的一目標顏色點處的一光非在視覺上匹 配於從不包含一發光二極體的該光源所發射的在CIE 193 1顏色空間中的相同目標顏色點處的一光。 7 ·如凊求項2之照明模組，其進一步包括： —反射性底表面’其圍繞該至少一發光二極體； 至少一反射性側壁’其圍繞該底表面及該至少—發光 二極體；及 一窗’其耦接至該至少一反射性側壁。 8. 如請求項7之照明模組，其中該第一可選擇組件及該第 一可選擇組件之各者包括該反射性底表面、該至少一反 射性側壁及該窗之至少一者。 9. 如請求項8之照明模組，其中該至少一反射性側壁係一 側壁插入物，該側壁插入物經放置以形成該至少一反射 性側壁。 158283.doc rs -2 - 201219694 10·如請求項7之照明模組，其十該第一可選擇組件係該 窗，且該第二可選擇組件係該至少一反射性側壁。 11. 如凊求項2之照明模組，其中該第一可選擇組件及該第 一可選擇組件可對於其等各自之波長轉換特性而選擇。 12. —種方法，其包括： 量測一以發光二極體（LED)為基礎之照明模組在一視 覺匹配之顏色空間中的一第一顏色點； 比較該量測之第一顏色點與該視覺匹配之顏色空間中 的一目標光的一目標顏色點，其中該目標光非由_ led 產生；及 選擇該以LED為基礎之照明模組之一第一可選擇組 件，使得該量測之第一顏色點在該目標顏色點之一預定 容許度内，其中從該以LED為基礎之照明模組發射的在 §玄目標顏色點上的一光在視覺上匹配於該目標顏色點處 的該目標光。 13_如請求項12之方法，其中該視覺匹配之顏色空間係基於 複數個顏色匹配函數，該複數個顏色匹配函數不同於一 CIE 193 1顏色空間的複數個顏色匹配函數。 14. 如請求項12之方法，其中該第一可選擇組件包含一第一 類型之波長轉換材料，其具有一第一波長轉換特性。 15. 如請求項12之方法，其中該目標光係取自由以下組成的 一群組的一施照體：一 A系列施照體、一 b系列施照體、 一 C系列施照體、一 d系列施照體、一 e系列施照體、一 F系列施照體及一黑體輻射體。 158283.doc 5 201219694 16. 如請求項12之方法，其中該目標光係取自由以下組成的 一群組的一光源：一鹵素燈、一緊密金屬鹵化物燈、一 高強度放電燈及一螢光燈。 17. 、如請求項14之方法，其進一步包括： 選擇一第二可選擇組件’其包含具有一第二波長轉換 特性的一第二類型之波長轉換材料，使得所量測的第一 顏色點在該目標顏色點之該特定容許度内。 18. 如請求項丨7之方法’其中該第一類型之波長轉換材料之 該第一可選擇組件回應於由該以led為基礎之照明模組 之至少一發光二極體產生的一量之光而產生一顏色點移 位’該移位係沿著在視覺上匹配之顏色空間中的一第一 方向，且該第二類型之波長轉換材料之該第二可選擇組 件回應於由該至少一發光二極體產生之該量的光而產生 一顏色點移位’該移位係沿著在視覺上匹配的顏色空間 中的一第二方向，其中該第一方向及該第二方向不平 行。 19. 如請求項12之方法’其中該預定容許度係在對該視覺匹 配之顏色空間中的該目標顏色點的0.0035之一偏離程度 内。 20. —種方法，其包括： 量測從一以第一發光二極體（LED)為基礎之照明模組 發射的一光在一第一顏色空間中的一顏色點； 選擇該以第一 LED為基礎之照明模組之一第一可選擇 組件，使得該量測的顏色點在該第一顏色空間中的一目 158283.doc * 4 - 201219694 標光的一目標顏色點的一預定容許度内，其中當該以第 一 LED為基礎之照明模組之該顏色點在該第一顏色空間 之該目標顏色點之該敎容許度内時，從該以咖為基 礎之照明模組發射的光在視覺上匹配於該目標光；及 決定一第二顏色空間中的一目標顏色點，其對應於至 少部分基於從該以LED為基礎之照明模組發射之光的一 光譜的所量測的顏色點。 21. 如請求項20之方法，其進一步包括： 量測從一以第二LED為基礎之照明模組所發射的一光 在該第二顏色空間中的一顏色點；及 . 選擇該以第二LED為基礎之照明模組之一第一可選擇 組件，使得該量測之顏色點在該第二顏色空間中的該目 標顏色點的一預定容許度内。 22. 如請求項20之方法，其中該目標光非由—發光二極體產 生。 23.如請求項20之方法，其中該第二顏色空間係一cie丨93工 顏色空間。 24. 如請求項20之方法，其中該目標光係取自由以下組成的 一群組：一A系列施照體、一B系列施照體、一c系列施 照體、一D系列施照體、一E系列施照體、一F系列施照 體及一黑體輻射體。 25. 如請求項20之方法，其中該目標光係取自由以下組成的 一群組：一鹵素燈、一緊密金屬_化物燈、一高強度放 電燈及一螢光燈。 158283.doc 5 -5- 201219694 26. 如請求項20之方法，其中該第一顏色空間係基於複數個 顏色匹配函數，該複數個顏色匹配函數不同於CIE 1931 顏色空間的複數個顏色匹配函數。 27. 如請求項20之方法，其中從該以第一 LED為基礎之照明 模組發射之該光非在視覺上匹配於該目標光，此係因為 在該第二顏色空間中量測之該以led為基礎之照明模組 之一顏色點在該第二顏色空間中趨近該目標光之一目標 顏色點。 28. 如請求項20之方法，其進一步包括： 選擇該以第一 LED為基礎之照明模組的一第二可選擇 組件’使得該量測之顏色點在該第一顏色空間中的該目 標光的該目標顏色點的一預定容許度内。 29. 如請求項21之方法，其進一步包括： 選擇該以第二LED為基礎之照明模組的一第二可選擇 組件，使得s亥量測之顏色點在該第二顏色空間中的該目 標顏色點的一預定容許度内。 30. —種裝置，其包括： 至乂 一發光二極體，其可操作以產生具有一發光光譜 分佈的一量之光；及 用於轉換來自該至少_發光二極體的該量的光的一部 刀以產生從該裝置發射之一量之組合光的構件，其中基 ''名毛光光碭分佈而在該裝置之最終組裝之前選擇該構 件八中攸邊裝置發射之該組合光的一顏色點趨近一目 顏色點且其中從該裝置發射的在該目標顏色點處的 158283.doc

   ~ 6 - 201219694 光在視覺上匹配於從不包含一發光二極體的一光源發射 的在相同顏色點處的光。 31·如請求項30之裝置，其中該構件包含一第一可選擇組 件，其包含具有一第一波長轉換特性之一第一類型之波 長轉換材#，該帛一可選擇組件轉換來自該至少一發光 二極體的該量的光的部分，以產生從該裝置發射的光， 其中該第-波長轉換特性轉換來自該至少一發光二極體 之該量之光的部分。 32.如請求項31之裝置，其中該構件包含—第二可選㈣ 件，其包含具有不同於該第一波長轉換特性之一 長轉換特性的一第二類型之古 … 貝1之波長轉換材料，其中該第一 波長轉換特性之該第一可 D Π… 仵及該弟二波長轉換特 陡之^ 一可選擇組件轉換來自該至 該量之光的部分。 發先一極體之 158283,〇〇 5