TW202036532A

TW202036532A - 用於rgb顏色調諧之混合驅動方案

Info

Publication number: TW202036532A
Application number: TW109102873A
Authority: TW
Inventors: 怡峰邱; 約翰葛蘭特
Original assignee: 荷蘭商露明控股公司
Priority date: 2019-01-25
Filing date: 2020-01-30
Publication date: 2020-10-01
Also published as: JP2022510040A; KR20210112391A; CN113711694A; KR102434290B1; CN113711694B; JP7089123B2; EP3915335A1; WO2020154547A1

Abstract

一種器件包含：一類比電流劃分電路，其經組態以將一輸入電流劃分為一第一電流及一第二電流；及一多工器陣列，其包含複數個開關以在一週期之一第一部分期間同時將該第一電流提供至LED之三種顏色之一第一者且將該第二電流提供至LED之三種顏色之一第二者，在該週期之一第二部分期間同時將該第一電流提供至LED之三種顏色之該第二者且將該第二電流提供至LED之三種顏色之一第三者，且在該週期之一第三部分期間同時將該第一電流提供至LED之三種顏色之該第一者且將該第二電流提供至LED之三種顏色之該第三者。

Description

用於RGB顏色調諧之混合驅動方案

發光二極體(LED)係一半導體光源，其在電流流動通過其時發射光。當將一適合電流施加至LED時，電子能夠與LED內之電洞重組，從而以光子之形式釋放能量。此效應被稱為電致發光。所發射光之顏色(其對應於光子之能量)由半導體之能帶隙判定。藉由在半導體器件上使用多個半導體或一波長轉換材料層而獲得白光。

一LED電路(亦被稱為一LED驅動器)係用於藉由提供一適合電流而供電給LED之一電路。該電路必須提供足夠電流以使LED在所需亮度下發光，但必須限制電流以防止損壞LED。需要在足夠電流供電給LED與限制電流以防止損壞之間之平衡，此係因為跨LED之電壓降在一廣泛操作電流範圍內近似恆定。此導致施加電壓之一小增加以大幅增加電流。

在一紅綠藍(RGB)顏色調諧方案中經常使用LED之一組合。添加額外LED及供電要求，RGB顏色調諧內之各LED為RGB LED之驅動方案增加額外複雜性。

本申請案主張2019年8月16日申請之美國專利申請案第16/543,230號之優先權利，該案主張2019年1月25日申請之美國專利申請案第16/258,193號之優先權利且主張2019年3月27日申請之歐洲專利申請案第19165527.3號之權利，該等案之各者之全部內容以引用的方式併入本文中。

下文中將參考隨附圖式更充分描述不同光照明系統及/或發光二極體(「LED」)實施方案之實例。此等實例並非相互排斥，且一個實例中找到之特徵可與一或多個其他實例中找到之特徵組合以達成額外實施方案。因此，將理解，隨附圖式中展示之實例僅為闡釋性目的而提供且其等不旨在以任何方式限制本發明。貫穿全文，相同數字係指相同元件。

將理解，儘管術語第一、第二、第三等可在本文中用於描述各種元件，然此等元件不應被此等術語限制。此等術語可用於將元件彼此區分。例如，在不背離本發明之範疇之情況下，一第一元件可被稱為一第二元件且一第二元件可被稱為一第一元件。如本文中使用，術語「及/或」可包含相關聯列出項目之一或多者之任一者及全部組合。

將理解，當一元件(諸如一層、區或基板)被稱為在另一元件「上」或「延伸至」另一元件上時，其可直接在該另一元件上或直接延伸至該另一元件上或亦可存在中介元件。相比之下，當一元件被稱為「直接在」另一元件上或「直接延伸至」另一元件上時，可不存在中介元件。亦將理解，當一元件被稱為「連接」或「耦合」至另一元件時，其可直接連接或耦合至該另一元件及/或經由一或多個中介元件連接或耦合至該另一元件。相比之下，當一元件被稱為「直接連接」或「直接耦合」至另一元件時，該元件與該另一元件之間不存在中介元件。將理解，此等術語旨在涵蓋除圖中描繪之任何定向以外的不同元件定向。

諸如「下方」、「上方」、「上」、「下」、「水平」或「垂直」之相對術語可在本文中用於描述如圖中繪示之一個元件、層或區與另一元件、層或區之一關係。將理解，此等術語意欲涵蓋除圖中描繪之定向以外的不同器件定向。

此外，LED、LED陣列、電組件及/或電子組件是否容置於一個、兩個或兩個以上電子器件板上亦可取決於設計約束及/或應用。

半導體發光器件(LED)或光學功率發射器件(諸如發射紫外線(UV)或紅外線(IR)光學功率之器件)係當前可用之最高效光源之一。此等器件可包含發光二極體、諧振腔發光二極體、垂直腔雷射二極體、邊緣發射雷射或類似物。歸因於其等之緊湊大小及較低功率要求，例如，LED可為許多不同應用之受矚目候選。例如，其等可用作手持式電池供電器件(諸如相機及蜂巢式電話)之光源(例如，閃光燈及相機閃光)。其等亦可用於例如汽車照明、抬頭顯示器(HUD)照明、園藝照明、街道照明、視訊火炬、一般照明(例如，家庭、商店、辦公室及工作室照明、劇場/舞台照明及建築照明)、擴增實境(AR)照明、虛擬實境(VR)照明、作為顯示器及IR光譜儀之背光。一單一LED可提供亮度小於一白熾光源之光且因此多接面器件或LED陣列(諸如單片LED陣列、微型LED陣列等)可用於其中期望或需要更多亮度之應用。

本描述係關於一種混合驅動方案，其用於驅動去飽和RGB彩色LED以形成具有高演色指數(CRI)及高效率之白色，尤其使用磷光體轉換彩色LED解決顏色混合。直接彩色LED之正向電壓隨著增加主波長而減小。最佳地使用多通道DC/DC轉換器驅動此等LED。已產生以高功效及CRI為目標之新磷光體轉換彩色LED，從而為相關色溫(CCT)調諧應用提供新可能性。新彩色LED具有去飽和(柔和)色點且可經混合以達成具有一廣泛CCT範圍內之90+ CRI之白色。其他LED可具有80 CRI實施方案，或甚至亦可使用70 CRI實施方案。此等可能性需要LED電路以實現且最大化此潛力。同時，控制電路可與單通道恆定電流驅動器相容以促進市場採用。

一般言之，LED驅動電路使用一類比方法或一脈衝寬度調變(PWM)方法形成。在一類比驅動器中，同時驅動全部顏色。藉由為各LED提供一不同電流而獨立驅動各LED。類比驅動器導致一顏色偏移且當前不存在偏移當前三種方式之一方式。類比驅動通常導致LED之某些顏色被驅動至低電流模式中且在其他時間驅動至非常高電流模式中。此一寬動態範圍對感測及控制硬體提出挑戰。

在PWM中，各顏色依序高速切換。使用相同電流驅動各顏色。藉由改變各顏色之工作循環而控制混合顏色。即，一種顏色之驅動時間可為另一顏色之兩倍長以添加至混合顏色中。由於人類視覺無法感知非常快變化顏色，所以光看似具有一單一顏色。

例如，在某一時間量內使用一電流驅動第一LED，接著在某一時間內使用相同電流驅動第二LED，且接著在某一時間量內使用該電流驅動第三LED。藉由改變各顏色之工作循環而控制混合顏色。例如，若吾人具有一RGB LED且期望一特定輸出，則可基於人眼之感知在循環之一部分內驅動紅色，在循環之一不同部分內驅動綠色且在循環之又另一部分內驅動藍色。代替在一較低電流下驅動紅色LED，其可在相同電流下在一較短時間內驅動。此實例示範PWM之缺陷，其中不良地利用LED，從而導致低效率。

在下文表1中概述兩個驅動方案之一比較，表1繪示各驅動技術之利弊。如展示，類比驅動提供良好LED利用率、全部顏色對峰值電流之共用及一般言之良好LED功效及整體功效。PWM提供良好色點可預測性，此係因為全部LED皆由峰值電流及一相對簡單且高效之控制器驅動。表1：類比及PWM驅動方案之利弊

	類比	PWM
LED利用率	+	-
色點可預測性	- 一些顏色可僅需幾mA	+ 全部LED傳導峰值電流
額定電流	+ 峰值電流由全部顏色共用	- 全部LED傳導峰值電流
控制器複雜性	- 複雜	+ 簡單
控制器效率	-	+
LED功效	+	-
整體功效	+	-

本驅動方案包含一混合方案以達成上文描述之類比及PWM方法之組合益處。混合系統每次在兩種顏色之間劃分輸入電流，同時將兩種顏色之集合視為一虛擬LED以覆疊PWM時間切片。此驅動方案達成相同於使用相同數目個LED之類比驅動之整體功效位凖，同時保留良好顏色可預測性。與一混合驅動方案相比，一PWM驅動方案可需要50%以上LED來達成相同功效。本混合驅動方案之益處被添加至表1且在下文表2中呈現。混合驅動捕獲在LED利用率、額定電流、LED功效及整體功效方面之類比驅動器益處及在色點可預測性及控制器複雜性方面之所包含PWM驅動器益處之使用。表2：類比、PWM及混合驅動方案之利弊

	類比	PWM	混合
LED利用率	+	-	+
色點可預測性	- 一些顏色可僅需幾mA	+ 全部LED傳導峰值電流	+
額定電流	+ 峰值電流由全部顏色共用	- 全部LED傳導峰值電流	+
控制器複雜性	- 複雜	+ 簡單	+
控制器效率	-	+	-
LED功效	+	-	+
整體功效	+	-	+
與使用PWM調光之驅動器相容	否	是	取決於PWM頻率

圖1A繪示表示一顏色空間之一CIE色度圖1。一顏色空間係一三維空間；即，一顏色由指定一特定同質視覺刺激之顏色及亮度之一組三個數字指定。三個數字可為國際照明委員會(CIE)座標X、Y、Z，或諸如色調、色彩度及照度之其他值。基於人眼具有三種不同類型之顏色敏感視錐之事實，鑑於此三個「三色刺激值」最佳地描述人眼之回應。

色度圖1係投射至忽略亮度之一二維空間中之一顏色空間。例如，標準CIE XYZ顏色空間對應於由兩個色度座標x、y指定之色度空間。色度係一顏色之品質之一目標規格而無關於其照度。色度由兩個獨立參數構成，通常指定為色調及色彩度。色彩度可替代地被稱為飽和度、色度、強度或激發純度。色度圖1包含可由人眼感知之顏色。色度圖1使用基於從一有色物件發射之光之光譜功率分佈(SPD)且包括已針對人眼量測之敏感度曲線因數之參數。可依據兩個顏色座標x及y精確地表達任何顏色。可藉由組合一組給定三原色(即，藍色、綠色及紅色)而匹配之顏色在色度圖上由連結三種顏色之座標(即，紅色座標3、綠色座標4及藍色座標5)之一三角形2表示。三角形2表示色域。

色度圖1包含普朗克(Planckian)軌跡或黑體線(BBL) 6。BBL 6係一白熾黑體之顏色在黑體溫度改變時將在一特定色度空間中呈現之路徑或軌跡。其從低溫下之深紅色變為橙色、黃白色、白色且最終為非常高溫度下之藍白色。一般言之，人眼偏好不太遠離於BBL 6之白色點。在BBL 6上方之色點將顯得過綠，而在BBL 6下方之色點將顯得過粉。

圖1B繪示繪示不同CCT及其等與BBL 6之關係之一圖10。使用三原色(R、G、B)且同時驅動兩種顏色，產生三個虛擬色點(R-G、R-B、G-B)，其等產生本驅動方案之色域2.1。新色域2.1小於舊色域2。在2700 K與4000 K之間，色線在3個步階內延伸於BBL 6下方。此偏差係針對暖CCT之略低於BBL 6之人類觀察偏好內。如一般技術者將理解，原色點可經調整以使色域2.1完全包圍所關注之可調整頻帶。藉由迫使電流在兩種顏色之間進行劃分，改良效率及利用率。

圖1C繪示用於RGB調整之一混合驅動電路之一例示性電路20。電路20包含電連接至一電壓調節器24以共同產生一穩定電流Io之一LED驅動器25及一類比電流劃分電路21、一多工器陣列22及一LED陣列23。

LED陣列23可包含經設計以使用混合驅動電路調諧之一個或複數個第一顏色之LED (顏色1) 26、一個或複數個第二顏色之LED (顏色2) LED 27及一個或複數個第三顏色之LED (顏色3) LED 28。在電路20之一項實施例中，顏色1係綠色，顏色2係紅色且顏色3係藍色，但任何組顏色可用於顏色1、顏色1及顏色3。如理解，將顏色指派至特定通道僅係一設計選擇，且雖然可預期其他設計，但當前描述使用顏色1 LED 26、顏色2 LED 27及顏色3 LED 28，且亦可描述其中顏色1被描述為綠色，顏色2被描述為紅色且顏色3被描述為藍色之實施例，以便提供對本文中描述之混合驅動電路之一全面理解。

電路20包含一類比電流劃分電路21以將傳入電流I₀ 劃分為兩個電流I₁ 、I₂ 。此一類比電流劃分電路21在標題為AN ARBITRARY-RATIO ANALOG CURRENT DIVISION CIRCUIT之美國專利申請案第16/145,053號中描述，該申請案之全部內容以宛如全文闡述引用的方式倂入本文中。類比電流劃分電路21可採用驅動電路之形式以為兩種顏色之各者提供相等電流。類比電流劃分電路21可考量LED之不同顏色之間的正向電壓之任何失配，同時容許精確控制各顏色中之驅動電流。替代地，類比電流劃分電路21可容許不相等電流劃分，此無法藉由在兩個串上簡單切換而完成。如理解，在不脫離本發明之精神之情況下，可利用其他類比電流劃分電路。類比電流劃分電路21被提供為一例示性劃分器以全面理解本文中描述之混合驅動電路。

類比電流劃分電路21可安裝於一印刷電路板(PCB)上以與一LED驅動器25及一LED陣列23一起操作。LED驅動器25可為此項技術中已知的一習知LED驅動器。類比電流劃分電路21可容許LED驅動器25用於利用兩個或兩個以上LED陣列23之應用。

類比電流劃分電路21之各電流通道可包含一感測電阻器。例如，在具有兩個電流通道之一實施例中，類比電流劃分電路21包含一第一感測電阻器(Rs1) 29以在Vsense1下感測第一電流通道31之一第一電壓及一第二感測電阻器(Rs2) 30以在Vsense2下感測第二電流通道32之一第二電壓。Vsense1下之電壓代表流動通過第一感測電阻器(Rs1) 29之電流且Vsense2下之電壓代表流動通過第二感測電阻器(Rs2) 30之電流。

類比電流劃分電路21包含一計算器件37。計算器件37經組態以比較第一經感測電壓Vsense1與第二經感測電壓Vsense2以判定一設定電壓Vset。若第一經感測電壓Vsense1低於第二經感測電壓Vsense2，則計算器件37經組態以增加Vset。若第一經感測電壓Vsense1器件大於第二經感測電壓Vsense2，則計算器件37經組態以減小設定電壓Vset。

特定言之，計算器件37可包含一運算放大器(op amp) 38、設定電壓Vset之位置與接地之間的一電容器39及與電容器39並聯之一電阻器41。將第一經感測電壓Vsense1及第二經感測電壓Vsense2饋送至運算放大器38。計算器件37可經組態以藉由從第二經感測電壓Vsense2減去第一經感測電壓Vsense1而比較第一經感測電壓Vsense1與第二經感測電壓Vsense2。當運算放大器38在調節中時，計算器件37可經組態以將第一經感測電壓Vsense1與第二經感測電壓Vsense2之間的差異轉換為一充電電流以對電容器39充電以在第一經感測電壓Vsense1小於第二經感測電壓Vsense2時增加設定電壓Vset。計算器件37可經組態以將第一經感測電壓Vsense1與第二經感測電壓Vsense2之間的差異轉換為一放電電阻器41以在第一經感測電壓Vsense1大於第二經感測電壓Vsense2時減小設定電壓Vset。

因此，若第一經感測電壓Vsense1高於第二經感測電壓Vsense2，則計算器件37可減小設定電壓Vset，此繼而減小將電力供應至第一電流通道31之第一閘極電壓Vgate1。換言之，當運算放大器38在調節中時，第一經感測電壓Vsense1約等於第二經感測電壓Vsense2。因此，在穩定狀態期間，第一電流通道31之電流對第二電流通道32之電流之比等於第二感測電阻器Rs2之值對第一感測電阻器Rs1之值，且滿足以下方程式： I_Rs1=V_set/R_s1；方程式1， I_Rs2=V_set/R_s2，方程式2。

因此，當第一感測電阻器Rs1之值等於第二感測電阻器Rs2之值時，流動通過第一電阻器之電流I_Rs1等於流動通過第二電阻器之電流I_Rs2且電流劃分電路20將電流劃分為兩個相等部分(假定由輔助電路汲取之電流(諸如供應電壓產生)係可忽略的)。應注意，如一般技術者將瞭解，圖1C中繪示之計算器件37係許多可行實施方案之一者。

設定電壓Vset可饋送至一電壓控制電流源，其可使用一第一運算放大器33實施。第一運算放大器30可提供一第一閘極電壓Vgate1。第一閘極電壓Vgate1可輸入至一第一電晶體34，其用於提供一驅動電流I₁ 。第一電晶體34可為一習知金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)。第一電晶體34可為一n通道MOSFET。

一第二電晶體35可提供一驅動電流12。第二電晶體35可為一習知MOSFET。第二電晶體35可為一n通道MOSFET。第二電晶體僅可在第一電流通道31處於調節中時接通。一第二閘極電壓Vgate2可流動通過第二電晶體35。

第二閘極電壓Vgate2可饋送至一分路調節器36之一REF輸入。在一實施例中，分路調節器36具有2.5 V之一內部參考電壓。當施加於REF節點處之電壓高於2.5 V時，分路調節器36可汲入一大電流。當施加於REF節點處之電壓低於2.5 V時，分路調節器36可汲入一非常小靜態電流。

大汲入電流可將第二電晶體35之閘極電壓下拉至低於其臨限值之一位準，此可斷開第二電晶體35。分路調節器36可無法拉動陰極高於其等REF節點下方之一二極體之正向電壓(Vf)。因此，第二電晶體35可具有高於2.5 V之一臨限值電壓。替代地，可使用具有一較低內部參考電壓(諸如1.24 V)之一分路調節器。

電路20包含一多工器陣列22，其將三個LED 26、27、28之兩者電連接至使用類比電流劃分電路21產生之兩個電流源I₁ 、I₂ 。如電路20中繪示，多工器陣列22可包含四個MOSFET S1 (11)、S2 (12)、S3 (13)、S4 (14)，亦被稱為開關。多工器陣列22每次將I₁ 及I₂ 引導至LED陣列23之兩種顏色中。如下表指示，由於MOSFET S2 12及MOSFET S3 13係MOSFET S1 11及MOSFET S4 14之反相值(即，S2=反相S1且S3=反相S4)，所以需要控制MOSFET S1 11及MOSFET S4 14。如在以下方程式中定義，R_s1 * I₁ =R_s2 * I₂ ，方程式3，I₀ = 1₁ + I₂ ，方程式4。

在操作上，混合驅動方案利用類比電流劃分電路21以同時驅動LED陣列23之兩種顏色且接著將PWM時間切片與LED陣列23之第三種顏色覆疊。在表3中展示針對其中顏色1係綠色，顏色2係紅色且顏色3係藍色之實施例之陣列23中之LED利用率。表3：四個開關之操作值

顏色	S1 (RA0)	S2 (= INV S1)	S3 (= INV S4)	S4 (RA1)
R-G	開啟	關閉	開啟	關閉
G-B	開啟	關閉	關閉	開啟
R-B	關閉	開啟	關閉	開啟
R	關閉	開啟	開啟	關閉

在同時驅動兩種顏色時，產生虛擬色點。電流I1與I2之間的比可經預定義(即，1:1或略不同以最大化效率，但可使用任何比)。使用LED陣列23之三種顏色，可產生三個虛擬色點(RG、R-B、G-B)外加一原色R/G/B (用於混合之第四色點)。由三個虛擬色點(R-G、R-B、G-B)形成之三角形定義新驅動方案之色域。

表4概述用於3通道LED驅動之混合驅動方案之操作之時序序列。如一般相關技術者將理解，顏色之特定序列未必係重要的。在混合驅動方案之實施方案中，雙色可經配置或重新配置以最小化PWM邏輯實施方案之複雜性。為提供一樣本時序序列，在下文展示表4。在子時間間隔T1期間，可供電給紅綠雙色。在子時間間隔T2期間，可供電給綠藍雙色。在子時間間隔T3期間，可供電給紅藍雙色。子時間間隔T1、T2及T3之總和組合以實質上覆蓋切換週期T。表4：時序序列

顏色1	紅色	綠色	紅色
顏色2	綠色	藍色	藍色
子時間間隔	T1	T2	T3
切換週期	T

圖1D繪示可用於計算器件37之一微控制器40以使用少於上文描述之類比電路之PCB資源處置複雜信號處理。微控制器40處置輸入信號以及S1及S4之操作。微控制器40可藉由感測輸入15處之VSENSE1及一NTC 17之板溫度而監測輸入電流之絕對值。輸入15、NTC 17處之此兩個讀數VSENSE1可用於補償歸因於驅動電流及溫度之顏色偏移。0 V至10 V表示一控制輸入16。微控制器40可映射至一CCT調諧曲線。微控制器40將傳入指令轉譯為多工器陣列23之操作。特定言之，微控制器40可將一第一輸出信號11提供至控制開關S1且將一第二輸出信號14提供至控制開關S4。

圖1E繪示具有定位於中心位置中之一紅色LED (或紅色LED陣列)之電路20之一色圖42。色圖42覆疊於圖1B之色圖上。色圖42描繪可從針對2700 K至6000 K在電路20中使用之RB-RG-BG達成之一色域43 (匹配來自圖1B之色域2.1)及從針對2500 K及以下在電路20中使用之RG-RB-R達成之色域44。色域43可具備高效率。色域44可具備一降低效率。來自電路20之色域43及色域44之組合近似上文關於圖1A描述之色域2。雖然色域43及色域44之組合並不完全覆蓋全部色域2，但色域43及色域44之組合對於許多應用可為足夠的，且可為由混合電路20達成之增加效率之一合理折衷。

圖1F繪示具有定位於中心位置中之一綠色LED (或綠色LED陣列)之電路20之一色圖45。色圖45覆疊於圖1B之色圖上。色圖45描繪可從針對2700 K至6000 K在電路20中使用之RB-RG-BG達成之一色域43 (匹配來自圖1B之色域2.1)及從針對高於BBL 6在電路20中使用之RG-GB-G達成之色域46。色域43可具備高效率。色域46可具備一降低效率。來自電路20之色域43及色域46之組合近似上文關於圖1A描述之色域2。雖然色域43及色域46之組合並不完全覆蓋全部色域2，但色域43及色域46之組合對於許多應用可為足夠的，且可為由混合電路20達成之增加效率之一合理折衷。

圖1G繪示具有定位於中心位置中之一藍色LED (或藍色LED陣列)之電路20之一色圖47。色圖47覆疊於圖1B之色圖上。色圖47描繪可從針對2700 K至6000 K在電路20中使用之RB-RG-BG達成之一色域43 (匹配來自圖1B之色域2.1)及從針對6500 K以上在電路20中使用之GB-RB-B達成之色域48。色域43可具備高效率。色域48可具備一降低效率。來自電路20之色域43及色域48之組合近似上文關於圖1A描述之色域2。雖然色域43及色域48之組合並不完全覆蓋全部色域2，但色域43及色域48之組合對於許多應用可為足夠的，且可為由混合電路20達成之增加效率之一合理折衷。

從圖1E、圖1F、圖1G顯而易見，色域2之全部部分可藉由簡單變更定位於電路20中心之LED而達成。在LED之各組態中，覆蓋色域2.1外加色域2之一額外部分。此覆蓋對於許多應用可為足夠的且可為增加效率之一折衷。

圖1H繪示另一混合驅動電路50。電路50可提供從電路20增加之一色域。電路50包含如上文關於圖1C描述之類比電流劃分電路21、LED陣列23、電壓調節器24及LED驅動器25。如在圖1C中，LED陣列23可包含經設計以使用混合驅動電路調諧之一個或複數個顏色1 LED 26、一個或複數個顏色2 LED 27及一個或複數個顏色3 LED 28。在電路50中利用一多工器陣列52。在電路50之一項實施例中，顏色1係綠色，顏色2係紅色且顏色3係藍色，但任一組顏色可用於顏色1、顏色1及顏色3。如理解，將顏色指派至特定通道僅係一設計選擇，且雖然可預期其他設計，但當前描述使用顏色1 LED 26、顏色2 LED 27及顏色3 LED 28，且亦可描述其中顏色1被描述為綠色，顏色2被描述為紅色且顏色3被描述為藍色之實施例，以便提供對本文中描述之混合驅動電路之一全面理解。

多工器陣列52將三個LED 26、27、28之兩者電連接至使用類比電流劃分電路21產生之兩個電流源11、b。如電路50中繪示，多工器陣列52可包含五個MOSFET S1 (51)、S2 (53)、S3 (54)、S4 (56)、S5 (57)，亦被稱為開關。多工器陣列52每次將I₁ 及I₂ 引導至LED陣列23之兩種顏色中。由於MOSFET S2 53及MOSFET S3 54係MOSFET S1 51及MOSFET S4 56之反相值且MOSFET S5 57係MOSFET S1 51及MOSFET S2 53之反相組合，所以需要控制MOSFET S1 51、MOSFET S4 56及X。特定言之， S2 =

，方程式5， S3 =

，方程式6， S5 =

，方程式7。

表5繪示由電路50提供之可能組合。在表5中展示針對其中顏色1係綠色，顏色2係紅色且顏色3係藍色之實施例之陣列23中之LED利用率。表5：五個開關之操作值

顏色I1	顏色I2	S1	S2	S3	S4	S5
R	R	0	1	1	0	0
R	B	0	1	0	1	0
R	G	1	0	1	0	0
G	B	1	0	0	1	0
B	R	0	0	1	0	1
B	B	0	0	0	1	1

圖1I繪示具有由類比電流驅動之一紅色及藍色LED (或紅色LED陣列及一藍色LED陣列)之電路50之一色圖55。色圖55覆疊於圖1B之色圖上。色圖55描繪一可達成色域43 (匹配來自圖1B之色域2.1)、色域44及色域48。色域43可具備高效率。色域44、48可具備一降低效率。來自電路50之色域43、44、48之組合近似上文關於圖1A描述之色域2。雖然色域43、44、48之組合並不完全覆蓋全部色域2，但色域43、44、48之組合對於許多應用可為足夠的，且可為由混合電路50達成之增加效率之一合理折衷。

圖1J繪示具有由類比電流驅動之一紅色及綠色LED (或紅色LED陣列及一綠色LED陣列)之電路50之一色圖60。色圖60覆疊於圖1B之色圖上。色圖60描繪一可達成色域43 (匹配來自圖1B之色域2.1)、色域44及色域46。色域43可具備高效率。色域44、46可具備一降低效率。來自電路50之色域43、44、46之組合近似上文關於圖1A描述之色域。雖然色域43、44、46之組合並不完全覆蓋全部色域2，但色域43、44、46之組合對於許多應用可為足夠的，且可為由混合電路50達成之增加效率之一合理折衷。

圖1K繪示具有由類比電流驅動之一藍色及綠色LED (或藍色LED陣列及一綠色LED陣列)之電路50之一色圖65。色圖65覆疊於圖1B之色圖上。色圖65描繪一可達成色域43 (匹配來自圖1B之色域2.1)、色域46及色域48。色域43可具備高效率。色域46、48可具備一降低效率。來自電路50之色域43、46、48之組合近似上文關於圖1A描述之色域2。雖然色域43、46、48之組合並不完全覆蓋全部色域2，但色域43、46、48之組合對於許多應用可為足夠的，且可為由混合電路50達成之增加效率之一合理折衷。

圖1L繪示另一混合驅動電路70。電路70可提供從電路20、50增加之一色域。電路70包含如上文關於圖1C描述之類比電流劃分電路21、LED陣列23、電壓調節器24及LED驅動器25。如在圖1C中，LED陣列23可包含經設計以使用混合驅動電路調諧之一個或複數個顏色1 LED 26、一個或複數個顏色2 LED 27及一個或複數個顏色3 LED 28。在電路70中利用一多工器陣列72。在電路70之一項實施例中，顏色1係綠色，顏色2係紅色且顏色3係藍色，但任一組顏色可用於顏色1、顏色1及顏色3。如理解，將顏色指派至特定通道僅係一設計選擇，且雖然可預期其他設計，但當前描述使用顏色1 LED 26、顏色2 LED 27及顏色3 LED 28，且亦可描述其中顏色1被描述為綠色，顏色2被描述為紅色且顏色3被描述為藍色之實施例，以便提供對本文中描述之混合驅動電路之一全面理解。

多工器陣列72將三個LED 26、27、28之兩者電連接至使用類比電流劃分電路21產生之兩個電流源I₁ 、I₂ 。如電路70中繪示，多工器陣列72可包含六個MOSFET S1、S2、S3、S4、S5、S6，亦被稱為開關。多工器陣列72每次將I₁ 及I₂ 引導至LED陣列23之兩種顏色中。由於MOSFET S2、MOSFET S3及MOSFET S5係MOSFET S1及MOSFET S4之反相值且MOSFET S6係MOSFET S4及MOSFET S5之反相組合，所以需要控制MOSFET S1、MOSFET S4及X₁ 、X₂ 。特定言之， S2 =

，方程式8， S3 =

，方程式9， S5 =

，方程式10， S6 =

，方程式11。

表6繪示由電路70提供之可能組合。在表6中展示針對其中顏色1係綠色，顏色2係紅色且顏色3係藍色之實施例之陣列23中之LED利用率。表6：六個開關之操作值

顏色I1	顏色I2	S1	S2	S3	S4	S5	S6
R	R	1	0	0	1	0	0
R	G	1	0	0	0	1	0
R	B	1	0	0	0	0	1
G	R	0	1	0	1	0	0
G	G	0	1	0	0	1	0
G	B	0	1	0	0	0	1
B	R	0	0	1	1	0	0
B	G	0	0	1	0	1	0
B	B	0	0	1	0	0	1

藉由使相同顏色在I1與I2之間交替，可對I1與I2之間的任何失配取平均值(例如，諸如藉由截斷)。

圖1M繪示提供完全色域2覆蓋之電路70之一色圖75。色圖75覆疊於圖1B之色圖上。色圖75描繪匹配上文關於圖1A描述之色域之一完全可達成色域43、44、46、48。

圖1N繪示用於RGB顏色調諧驅動之一混合驅動方法80。方法80可與電路20、電路50或電路70一起採用以產生如本文中描述之1/2色域、3/4色域及完全色域輸出。在步驟82，方法80經由一類比電流劃分電路將一輸入電流劃分為一第一電流及一第二電流。在步驟84，方法80經由一多工器陣列在一週期之一第一部分期間同時將第一電流提供至LED之三種顏色之一第一者且將第二電流提供至LED之三種顏色之一第二者。在步驟86，方法80經由多工器陣列在該週期之一第二部分期間同時將第一電流提供至LED之三種顏色之第二者且將第二電流提供至LED之三種顏色之一第三者。在步驟88，方法80經由多工器陣列在該週期之一第三部分期間同時將第一電流提供至LED之三種顏色之第一者且將第二電流提供至LED之三種顏色之第三者。在方法80中，將第一電流及第二電流接合至LED之不同雙色可使用脈衝寬度調變(PWM)時間切片發生以提供對LED之三種顏色之一第三者之一驅動。在方法80中，PWM在LED之三種顏色之第一者及LED之三種顏色之第二者之組合與LED之三種顏色之第三者之間可實質上相等或取決於LED之所要驅動特性而不同。

圖2係根據一項實施例之一整合LED照明系統之一電子器件板310之一俯視圖。在替代實施例中，兩個或兩個以上電子器件板可用於LED照明系統。例如，LED陣列可在一單獨電子器件板上，或感測器模組可在一單獨電子器件板上。在所繪示實例中，電子器件板310包含一電源模組312、一感測器模組314、一連接能力及控制模組316及保留用於將一LED陣列附接至一基板320之一LED附接區318。

基板320可為能夠機械支撐且使用導電連接器(諸如軌道、跡線、襯墊、通孔及/或導線)提供電耦合至電組件、電子組件及/或電子模組之任何板。基板320可包含安置於一或多個非導電材料(諸如一介電複合材料)層之間或其等上之一或多個金屬化層。電源模組312可包含電及/或電子元件。在一例示性實施例中，電源模組312包含一AC/DC轉換電路、一DC/DC轉換電路、一調光電路及一LED驅動器電路。電路20、50、70之一者可包含於電源模組312內。

感測器模組314可包含其中將實施LED陣列之一應用所需之感測器。例示性感測器可包含光學感測器(例如，IR感測器及影像感測器)、運動感測器、熱感測器、機械感測器、近接感測器或甚至計時器。藉由實例，街道照明、一般照明及園藝照明應用中之LED可基於數個不同感測器輸入(諸如所偵測之一使用者之存在、所偵測環境照明條件、所偵測天氣條件或基於白天/夜晚時間)而關閉/開啟及/或調整。此可包含例如調整光輸出之強度、光輸出之形狀、光輸出之顏色及/或開燈或關燈以保存能量。針對AR/VR應用，運動感測器可用於偵測使用者移動。運動感測器本身可為LED，諸如IR偵測器LED。藉由另一實例，針對相機閃光燈應用，影像及/或其他光學感測器或像素可用於量測待捕獲之一場景之照明，使得可最佳地校準閃光燈照明顏色、強度照明型樣及/或形狀。在替代實施例中，電子器件板310不包含一感測器模組。

連接能力及控制模組316可包含系統微控制器及經組態以從一外部器件接收一控制輸入之任何類型之有線或無線模組。藉由實例，一無線模組可包含藍芽、Zigbee、Z-wave、網目、WiFi、近場通信(NFC)及/或可使用點對點模組。微控制器可為任何類型之專用電腦或處理器，其可嵌入一LED照明系統中且經組態或可組態以從有線或無線模組或LED系統中之其他模組接收輸入(諸如感測器資料及從LED模組回饋之資料)且基於此將控制信號提供至其他模組。由專用處理器實施之演算法可在併入一非暫時性電腦可讀儲存媒體中以供專用處理器執行之一電腦程式、軟體或韌體中實施。非暫時性電腦可讀儲存媒體之實例包含一唯讀記憶體(ROM)、一隨機存取記憶體(ROM)、一暫存器、快取記憶體及半導體記憶體器件。記憶體可包含為微控制器之部分或可在別處實施(在電子器件板310上或其外)。電路20、50、70之一者可包含於連接能力及控制模組316內。

如本文中使用，術語模組可係指安置於可焊接至一或多個電子器件板310之個別電路板上之電及/或電子組件。然而，術語模組亦可係指提供類似功能性但可個別地焊接至一相同區或不同區中之一或多個電路板之電及/或電子組件。

圖3A係一項實施例中之具有在LED器件附接區318處附接至基板320之一LED陣列410之電子器件板310之一俯視圖。電子器件板310連同LED陣列410一起表示一LED照明系統400A。另外，電源模組312透過跡線418B接收Vin 497處之一電壓輸入及來自連接能力及控制模組316之控制信號且透過跡線418A將驅動信號提供至LED陣列410。LED陣列410經由來自電源模組312之驅動信號開啟及關閉。在圖3A中展示之實施例中，連接能力及控制模組316透過跡線418接收來自感測器模組314之感測器信號。電路20、50、70之一者可包含於電源模組312及/或連接能力及控制模組316內。

圖3B繪示具有安裝於一電路板499之兩個表面上之電子組件之雙通道整合LED照明系統之一項實施例。如圖3B中展示，一LED照明系統400B包含具有輸入以接收調光器信號及AC功率信號之一第一表面445A及安裝於其上之一AC/DC轉換器電路412。LED系統400B包含具有調光器介面電路415、DC-DC轉換器電路440A及440B、具有一微控制器472之一連接能力及控制模組416 (在此實例中，一無線模組)之一第二表面445B及安裝於其上之一LED陣列410。LED陣列410由兩個獨立通道411A及411B驅動。在替代實施例中，一單一通道可用於將驅動信號提供至一LED陣列，或任何數目個通道可用於將驅動信號提供至一LED陣列。例如，圖3E繪示具有3個通道之一LED照明系統400E且在下文進一步詳細描述。

LED陣列410可包含兩個LED器件群組。在一例示性實施例中，群組A之LED器件電耦合至一第一通道411A且群組B之LED器件電耦合至一第二通道411B。兩個DC-DC轉換器電路440A及440B之各者可分別經由單一通道411A及411B提供一各自驅動電流以驅動LED陣列410中之一各自LED群組A及B。LED群組之一者中之LED可經組態以發射具有不同於第二LED群組中之LED之一色點之光。可藉由控制分別由個別DC/DC轉換器電路440A及440B經由一單一通道411A及411B施加之電流及/或工作循環而在一範圍內調諧對由LED陣列410發射之光之複合色點之控制。儘管圖3B中展示之實施例並不包含一感測器模組(如在圖2及圖3A中描述)，然一替代實施例可包含一感測器模組。

所繪示LED照明系統400B係一整合系統，其中LED陣列410及用於操作LED陣列410之電路設置於一單一電子器件板上。電路板499之相同表面上之模組之間的連接可電耦合以藉由表面或次表面互連(諸如跡線431、432、433、434及435或金屬化(未展示))而在模組之間交換例如電壓、電流及控制信號。電路板499之相對表面上之模組之間的連接可透過板互連(諸如通孔及金屬化(未展示))而電耦合。

圖3C繪示一LED照明系統之一實施例，其中LED陣列在與驅動器及控制電路分離之一電子器件板上。LED照明系統400C包含一電源模組452，其在與一LED模組490分離之一電子器件板上。電路20、50、70之一者可包含於電源模組452內。電源模組452可在一第一電子器件板上包含一AC/DC轉換器電路412、一感測器模組414、一連接能力及控制模組416、一調光器介面電路415及一DC/DC轉換器電路440。LED模組490可在一第二電子器件板上包含嵌入式LED校準及設定資料493及LED陣列410。可經由可電且通信地耦合兩個模組之導線在電源模組452與LED模組490之間交換資料、控制信號及/或LED驅動器輸入信號485。嵌入式LED校準及設定資料493可包含一給定LED照明系統內之其他模組控制如何驅動LED陣列中之LED所需之任何資料。在一項實施例中，嵌入式校準及設定資料493可包含微控制器產生或修改一控制信號所需之資料，該控制信號指示驅動器使用例如脈衝寬度調變(PWM)信號將電力提供至各LED群組A及B。在此實例中，校準及設定資料493可向微控制器472告知例如所使用之功率通道之數目、由整個LED陣列410提供之複合光之一所要色點及/或由AC/DC轉換器電路412提供至各通道之功率之一百分比。

圖3D繪示具有LED陣列連同在與驅動器電路分離之一電子器件板上之一些電子器件之一LED照明系統之一方塊圖。一LED系統400D包含定位於一單獨電子器件板上之一功率轉換模組483及一LED模組481。電路20、50、70之一者可包含於功率轉換模組483內。功率轉換模組483可包含AC/DC轉換器電路412、調光器介面電路415及DC-DC轉換器電路440，且LED模組481可包含嵌入式LED校準及設定資料493、LED陣列410、感測器模組414以及連接能力及控制模組416。功率轉換模組483可經由兩個電子器件板之間的一有線連接將LED驅動器輸入信號485提供至LED陣列410。

圖3E係展示一多通道LED驅動器電路之一例示性LED照明系統400D之一圖。在所繪示實例中，系統400D包含一電源模組452及一LED模組481，LED模組481包含嵌入式LED校準及設定資料493以及三個LED群組494A、494B及494C。雖然在圖3E中展示三個LED群組，但一般技術者將認知，可使用與本文中描述之實施例一致之任何數目個LED群組。此外，雖然各群組內之個別LED經串聯配置，但其等可在一些實施例中並聯配置。

LED陣列491可包含提供具有不同色點之光之LED群組。例如，LED陣列491可包含經由一第一LED群組494A之一暖白光源、經由一第二LED群組494B之一冷白光源及經由一第三LED群組494C之一中性白光源。經由第一LED群組494A之暖白光源可包含經組態以提供具有約2700 K之一CCT之白光之一或多個LED。經由第二LED群組494B之冷白光源可包含經組態以提供具有約6500 K之一CCT之白光之一或多個LED。經由第三LED群組494C之中性白光源可包含經組態以提供具有約4000 K之一CCT之光之一或多個LED。雖然在此實例中描述各種白色LED，但一般技術者將認知，其他顏色組合可與本文中描述之實施例一致以從具有各種整體顏色之LED陣列491提供一複合光輸出。

電源模組452可包含一可調諧光引擎(未展示)，其可經組態以透過三個單獨通道(在圖3E中指示為LED1+、LED2+及LED3+)將電力供應至LED陣列491。更特定言之，可調諧光引擎可經組態以經由一第一通道將一第一PWM信號供應至第一LED群組494A (諸如暖白光源)，經由一第二通道將一第二PWM信號供應至第二LED群組494B且經由一第三通道將一第三PWM信號供應至第三LED群組494C。經由一各自通道提供之各信號可用於供電給對應LED或LED群組，且信號之工作循環可判定各各自LED之開啟及關閉狀態之總持續時間。開啟及關閉狀態之持續時間可導致一整體光效應，其可具有基於持續時間之光性質(例如，相關色溫(CCT)、色點或亮度)。在操作中，可調諧光引擎可改變第一、第二及第三信號之工作循環之相對量值以調整LED群組之各者之各自光性質以提供具有來自LED陣列491之所要發射之一複合光。如上文提及，LED陣列491之光輸出可具有基於來自LED群組494A、494B及494C之各者之光發射之組合(例如，混合)之一色點。

在操作中，電源模組452可接收基於使用者及/或感測器輸入而產生之一控制輸入且經由個別通道提供信號以基於控制輸入控制由LED陣列491輸出之光之複合顏色。在一些實施例中，一使用者可藉由轉動一旋鈕或移動一滑動件(其可為例如一感測器模組(未展示)之部分)而將輸入提供至LED系統以控制DC/DC轉換器電路。另外或替代地，在一些實施例中，一使用者可使用一智慧型電話及/或其他電子器件將輸入提供至LED照明系統400以將一所要顏色之一指示傳輸至一無線模組(未展示)。

圖4展示包含一應用平台560、LED照明系統552及556以及次要光學器件554及558之一例示性系統550。LED照明系統552產生在箭頭561A與561B之間展示之光束561。LED照明系統556可產生箭頭562A與562B之間的光束562。在圖4中展示之實施例中，從LED照明系統552發射之光行進穿過次要光學器件554，且從LED照明系統556發射之光行進穿過次要光學器件558。在替代實施例中，光束561及562並未行進穿過任何次要光學器件。次要光學器件可為或可包含一或多個光導。一或多個光導可為邊緣照亮或可具有定義光導之一內部邊緣之一內部開口。LED照明系統552及/或556可插入一或多個光導之內部開口中，使得其等將光注入至一或多個光導之內部邊緣(內部開口光導)或外部邊緣(邊緣照亮光導)中。LED照明系統552及/或556中之LED可圍繞一基座(其係光導之部分)之圓周配置。根據一實施方案，基座可為導熱的。根據一實施方案，基座可耦合至安置於光導上方之一熱消散元件。熱消散元件可經配置以經由導熱基座接收由LED產生之熱且消散所接收之熱。一或多個光導可容許由LED照明系統552及556發射之光以一所要方式塑形，諸如例如具有一梯度、一倒角分佈、一窄分佈、一寬分佈、一角分佈或類似物。

在例示性實施例中，系統550可為一行動電話之一相機閃光燈系統、室內住宅或商業照明、室外燈(諸如街道照明)、一汽車、一醫療器件、AR/VR器件及機器人器件。在例示性實施例中，圖3A中展示之整合LED照明系統400A、圖3B中展示之整合LED照明系統400B、圖3C中展示之LED照明系統400C及圖3D中展示之LED照明系統400D繪示LED照明系統552及556。

在例示性實施例中，系統550可為一行動電話之一相機閃光燈系統、室內住宅或商業照明、室外燈(諸如街道照明)、一汽車、一醫療器件、ARNR器件及機器人器件。在例示性實施例中，圖3A中展示之整合LED照明系統400A、圖3B中展示之整合LED照明系統400B、圖3C中展示之LED照明系統400C及圖3D中展示之LED照明系統400D繪示LED照明系統552及556。

應用平台560可經由一電源匯流排、經由導線565或其他適用輸入將電力提供至LED照明系統552及/或556，如本文中論述。此外，應用平台560可經由導線565提供輸入信號以操作LED照明系統552及LED照明系統556，該輸入可係基於一使用者輸入/偏好、一經感測讀數、一預程式化或自主判定之輸出或類似物。一或多個感測器可在應用平台560之外殼內部或外部。

在各種實施例中，應用平台560感測器及/或LED照明系統552及/或556感測器可收集資料，諸如視覺資料(例如，LIDAR資料、IR資料、經由一相機收集之資料等)、音訊資料、基於距離之資料、移動資料、環境資料或類似物或其等之一組合。資料可與一實體項目或實體相關，諸如一物件、一個體、一車輛等。例如，感測設備可針對一基於ADAS/AV之應用收集物件近接資料，該應用可基於一實體項目或實體之偵測來排定偵測及隨後動作之優先級。資料可基於藉由例如LED照明系統552及/或556發射一光學信號(諸如一IR信號)且基於所發射光學信號收集資料而收集。資料可由不同於發射光學信號以進行資料收集之組件之一組件收集。繼續該實例，感測設備可定位於一汽車上且可使用一垂直腔表面發射雷射(VCSEL)發射一射束。一或多個感測器可感測對所發射之射束或任何其他適用輸入之一回應。

在例示性實施例中，應用平台560可表示一汽車且LED照明系統552及LED照明系統556可表示汽車頭燈。在各種實施例中，系統550可表示具有可操縱光束之一汽車，其中可選擇性地啟動LED以提供可操縱光。例如，一LED陣列可用於定義或投射一形狀或圖案或僅照明一道路之選定區段。在一例示性實施例中，LED照明系統552及/或556內之紅外線相機或偵測器像素可為識別需要照明之一場景(道路、行人穿越道等)之部分之感測器。

圖5A係一例示性實施例中之一LED器件200之一圖。LED器件200可包含一基板202、一作用層204、一波長轉換層206及主要光學器件208。在其他實施例中，一LED器件可不包含一波長轉換器層及/或主要光學器件。個別LED器件200可包含於一LED照明系統(諸如上文描述之LED照明系統之任一者)中之一LED陣列中。

如圖5A中展示，作用層204可鄰近於基板202且在激發時發射光。用於形成基板202及作用層204之適合材料包含藍寶石、SiC、GaN、聚矽氧且更特定言之可由一111-V半導體(包含(但不限於) AIN、AIP、AIAs、AISb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、InN、InP、InAs、InSb)、II-VI半導體(包含(但不限於) ZnS、ZnSe、CdSe、CdTe)、IV族半導體(包含(但不限於) Ge、Si、SiC)及其等之混合物或合金形成。

波長轉換層206可遠離於、接近於或直接在作用層204上方。作用層204將光發射至波長轉換層206中。波長轉換層206用於進一步修改由作用層204發射之光之波長。包含一波長轉換層之LED器件通常被稱為磷光體轉換LED (「PCLED」)。波長轉換層206可包含任何冷光材料，諸如例如一透明或半透明黏結劑或基質中之磷光體粒子或一陶瓷磷光體元素，其吸收一個波長之光且發射一不同波長之光。

主要光學器件208可在LED器件200之一或多個層上或上方且容許光從作用層204及/或波長轉換層206行進穿過主要光學器件208。主要光學器件208可為一透鏡或囊封，其經組態以保護一或多個層且至少部分塑形LED器件200之輸出。主要光學器件208可包含透明及/或半透明材料。在例示性實施例中，經由主要光學器件之光可基於一藍伯特(Lambertian)分佈型樣而發射。將理解，主要光學器件208之一或多個性質可經修改以產生不同於藍伯特分佈型樣之一光分佈型樣。

圖5B展示一例示性實施例中之包含具有像素201A、201B及201C之一LED陣列210以及次要光學器件212之一照明系統220之一橫截面視圖。LED陣列210包含像素201A、201B及201C，其等各包含一各自波長轉換層206B、作用層204B及一基板202B。LED陣列210可為使用晶圓級處理技術製造之一單片LED陣列、具有亞500微米尺寸之一微型LED或類似物。LED陣列210中之像素201A、201B及201C可使用陣列分段形成，或替代地使用拾取及放置技術形成。

在LED器件200B之一或多個像素201A、201B及201C之間展示之空間203可包含一氣隙或可由諸如一金屬材料(其可為一接觸件(例如，n接觸件))之一材料填充。

次要光學器件212可包含透鏡209及波導207之一者或兩者。將理解，儘管根據所展示實例論述次要光學器件，然在例示性實施例中，次要光學器件212可用於散佈傳入光(發散光學器件)或將傳入光蒐集為一準直射束(準直光學器件)。在例示性實施例中，波導207可為一聚光器且可具有聚集光之任何適用形狀，諸如一拋物線形狀、圓錐形狀、斜角形狀或類似物。波導207可塗佈有用於反射或重導引入射光之一介電材料、一金屬化層或類似物。在替代實施例中，一照明系統可不包含以下之一或多者：轉換層206B、主要光學器件208B、波導207及透鏡209。

透鏡209可由任何適用透明材料形成，諸如(但不限於) SiC、氧化鋁、金剛石或類似物或其等之一組合。透鏡209可用於修改輸入至透鏡209中之一光束，使得來自透鏡209之一輸出射束將高效地滿足一所要光度量規格。另外，透鏡209可用於一或多個審美目的，諸如藉由判定LED陣列210之LED器件201A、201B及/或201C之照亮及/或未被照亮外觀。

在已詳細描述實施例之情況下，熟習此項技術者將瞭解，鑑於本描述，可在不脫離發明概念之精神之情況下修改本文中描述之實施例。因此，不意欲將本發明之範疇限於所繪示及描述之特定實施例。

2:色域 3:紅色座標 4:綠色座標 5:藍色座標 6:黑體線(BBL) 10:圖 11:金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET) S1 12:金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET) S2 13:金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET) S3 14:金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET) S4 15:輸入 16:控制輸入 17:NTC 20:電流劃分電路/混合電路 21:類比電流劃分電路 22:多工器陣列 23:發光二極體(LED)陣列 24:電壓調節器 25:發光二極體(LED)驅動器 26:發光二極體(LED) 27:發光二極體(LED) 28:發光二極體(LED) 29:第一感測電阻器(Rs1) 30:第二感測電阻器(Rs2) 31:第一電流通道 32:第二電流通道 33:第一運算放大器 34:第一電晶體 35:第二電晶體 36:分路調節器 37:計算器件 38:運算放大器(op amp) 39:電容器 40:微控制器 41:電阻器/放電電阻器 42:色圖 43:色域 44:色域 45:色圖 46:色域 47:色圖 48:色域 50:混合驅動電路 51:金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET) S1 52:多工器陣列 53:金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET) S2 54:金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET) S3 55:色圖 56:金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET) S4 57:金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET) S5 60:色圖 65:色圖 70:混合驅動電路 72:多工器陣列 75:色圖 80:混合驅動方法 82:步驟 84:步驟 86:步驟 88:步驟 200:發光二極體(LED)器件 201A:像素 201B:像素 201C:像素 202:基板 202B:基板 203:空間 204:作用層 204B:作用層 206:波長轉換層 206B:波長轉換層 207:波導 208:主要光學器件 208B:主要光學器件 209:透鏡 210:發光二極體(LED)陣列 212:次要光學器件 310:電子器件板 312:電源模組 314:感測器模組 316:連接能力及控制模組 318:發光二極體(LED)器件附接區 320:基板 400A:發光二極體(LED)照明系統 400B:發光二極體(LED)照明系統 400C:發光二極體(LED)照明系統 400D:發光二極體(LED)照明系統 400E:發光二極體(LED)照明系統 410:發光二極體(LED)陣列 411A:第一通道 411B:第二通道 412:AC/DC轉換器電路 414:感測器模組 415:調光器介面電路 416:連接能力及控制模組 418A:跡線 418B:跡線 431:跡線 432:跡線 433:跡線 434:跡線 435:跡線 440:DC-DC轉換器電路 440A:DC-DC轉換器電路 440B:DC-DC轉換器電路 445A:第一表面 445B:第二表面 452:電源模組 472:微控制器 481:發光二極體(LED)模組 483:功率轉換模組 485:發光二極體(LED)驅動器輸入信號 490:發光二極體(LED)模組 493:嵌入式發光二極體(LED)校準及設定資料 494:發光二極體(LED)群組 494A:第一發光二極體(LED)群組 494B:第二發光二極體(LED)群組 494C:第三發光二極體(LED)群組 497:Vin 550:系統 552:發光二極體(LED)照明系統 554:次要光學器件 556:發光二極體(LED)照明系統 558:次要光學器件 560:應用平台 561:光束 561A:箭頭 561B:箭頭 562:光束 562A:箭頭 562B:箭頭 565:線

可從結合隨附圖式藉由實例給出之以下描述獲得一更詳細理解，其中：

圖1A繪示表示一顏色空間之一CIE色度圖；

圖1B繪示繪示不同CCT及其等與BBL之關係之一圖；

圖1C繪示用於RGB調諧之一混合驅動電路之一例示性電路；

圖1D繪示用於計算器件之一微控制器以使用少於類比電路之PCB資源處置複雜信號處理；

圖1E繪示具有定位於中心位置中之一紅色LED (或紅色LED陣列)之圖1之電路之一色圖；

圖1F繪示具有定位於中心位置中之一綠色LED (或綠色LED陣列)之圖1C之電路之一色圖；

圖1G繪示具有定位於中心位置中之一藍色LED (或藍色LED陣列)之圖1C之電路之一色圖；

圖1H繪示另一混合驅動電路；

圖1I繪示具有由類比電流驅動之一紅色及藍色LED (或紅色LED陣列及一藍色LED陣列)之圖1H之電路之一色圖；

圖1J繪示具有由類比電流驅動之一紅色及綠色LED (或紅色LED陣列及一綠色LED陣列)之圖1H之電路之一色圖；

圖1K繪示具有由類比電流驅動之一藍色及綠色LED (或藍色LED陣列及一綠色LED陣列)之圖1H之電路之一色圖；

圖1L繪示另一混合驅動電路；

圖1M繪示提供完全色域覆蓋之圖1L之電路之一色圖；

圖1N繪示用於RGB顏色調諧驅動之一混合驅動方法；

圖2係根據一項實施例之一整合LED照明系統之一電子器件板之一俯視圖；

圖3A係一項實施例中之具有在LED器件附接區處附接至基板之LED陣列之電子器件板之一俯視圖；

圖3B係具有安裝於一電路板之兩個表面上之電子組件之雙通道整合LED照明系統之一項實施例之一圖；

圖3C係一LED照明系統之一實施例之一圖，其中LED陣列在與驅動器及控制電路分離之一電子器件板上；

圖3D係具有LED陣列連同在與驅動器電路分離之一電子器件板上之一些電子器件之一LED照明系統之一方塊圖；

圖3E係展示一多通道LED驅動器電路之例示性LED照明系統之一圖；

圖4係一例示性應用系統之一圖；

圖5A係展示一LED器件之一圖；及

圖5B係展示多個LED器件之一圖。

11:金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)S1

12:金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)S2

13:金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)S3

14:金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)S4

20:電流劃分電路

21:類比電流劃分電路

22:多工器陣列

23:發光二極體(LED)陣列

24:電壓調節器

25:發光二極體(LED)驅動器

26:發光二極體(LED)(顏色1)

27:發光二極體(LED)(顏色2)

28:發光二極體(LED)(顏色3)

29:第一感測電阻器(Rs1)

30:第二感測電阻器(Rs2)

31:第一電流通道

32:第二電流通道

33:第一運算放大器

34:第一電晶體

35:第二電晶體

36:分路調節器

37:計算器件

38:運算放大器(op amp)

39:電容器

41:電阻器

Claims

一種發光二極體(LED)顏色調諧裝置，其包括：一混合驅動電路，其耦合至一多色LED陣列，該混合驅動電路包含：一類比電流劃分電路，其針對至少兩個LED電流驅動源產生電流；及一切換陣列，其耦合在該類比電流劃分電路與該多色LED陣列之間，該切換陣列經組態以在一預定時間量內將來自該至少兩個LED電流驅動源之至少一者之電流實質上同時週期性地提供至該多色LED陣列之至少兩種顏色。
如請求項1之LED顏色調諧裝置，其進一步包括電耦合至一電壓調節器之一LED驅動器，該電壓調節器為該多色LED陣列提供一電壓信號，該LED驅動器及該電壓調節器之一組合將一穩定電流作為一輸入提供至該類比電流劃分電路。
如請求項1之LED顏色調諧裝置，其中該切換陣列包括一多工器陣列。
如請求項1之LED顏色調諧裝置，其進一步包括一電壓控制電流源，該電壓控制電流源經組態以將電流供應至該類比電流劃分電路以針對該至少兩個LED電流驅動源產生該電流。
如請求項1之LED顏色調諧裝置，其中該切換陣列經組態以：在一時間週期之一第一部分期間實質上同時將來自該至少兩個LED電流驅動源之一第一者之一第一電流提供至該多色LED陣列中之三種顏色之一第一者且將來自該至少兩個LED電流驅動源之一第二者之一第二電流提供至該多色LED陣列中之三種顏色之一第二者，在該時間週期之一第二部分期間實質上同時將該第一電流提供至該多色LED陣列中之三種顏色之該第二者且將該第二電流提供至該多色LED陣列中之三種顏色之一第三者，及在該時間週期之一第三部分期間實質上同時將該第一電流提供至該多色LED陣列中之三種顏色之該第一者且將該第二電流提供至該多色LED陣列中之三種顏色之該第三者。
如請求項5之LED顏色調諧裝置，其中可使用脈衝寬度調變(PWM)時間切片選擇該時間週期之該第一部分、該第二部分及該第三部分。
如請求項5之LED顏色調諧裝置，其中該第一電流及該第二電流加總以實質上等於從一LED驅動器供應至該類比電流劃分電路之一輸入電流。
如請求項5之LED顏色調諧裝置，其中該至少兩個LED電流驅動源之各者經組態以將實質上相等量之電流供應至該多色LED陣列。
如請求項5之LED顏色調諧裝置，其中該至少兩個LED電流驅動源之各者經組態以將不等量之電流供應至該多色LED陣列。
如請求項1之LED顏色調諧裝置，其中該多色LED陣列包括至少一個紅色LED、至少一個綠色LED及至少一個藍色LED。
如請求項1之LED顏色調諧裝置，其中該多色LED陣列包括至少一個去飽和紅色LED、至少一個去飽和綠色LED及至少一個去飽和藍色LED。
如請求項1之LED顏色調諧裝置，其中該切換陣列包括至少四個切換器件。
如請求項1之LED顏色調諧裝置，其中該混合驅動電路經進一步組態以將一脈衝寬度調變(PWM)時間切片信號供應至該多色LED陣列之選定者。
一種發光二極體(LED)顏色調諧裝置，其包括：一多色LED陣列，其包括至少一個去飽和紅色LED、至少一個去飽和綠色LED及至少一個去飽和藍色LED；及一混合驅動電路，其耦合至該多色LED陣列，該混合驅動電路包含：一類比電流劃分電路，其針對至少兩個LED電流驅動源產生電流；及一切換陣列，其耦合在該類比電流劃分電路與該多色LED陣列之間，該切換陣列經組態以在一預定時間量內將來自該至少兩個LED電流驅動源之至少一者之電流實質上同時週期性地提供至該多色LED陣列之至少兩種顏色。
如請求項14之LED顏色調諧裝置，其進一步包括一電壓控制電流源，該電壓控制電流源經組態以將電流供應至該類比電流劃分電路以針對該至少兩個LED電流驅動源產生該電流。
如請求項15之LED顏色調諧裝置，其進一步包括一計算器件，該計算器件經組態以比較一第一經感測電壓V_SENSE1 與一第二經感測電壓V_SENSE2 以判定且供應一設定電壓V_SET ，該設定電壓係該電壓控制電流源之一輸入電壓。
如請求項14之LED顏色調諧裝置，其中該混合驅動電路經進一步組態以將一脈衝寬度調變(PWM)時間切片信號供應至該多色LED陣列之選定者。
如請求項14之LED顏色調諧裝置，其進一步包括電耦合至一電壓調節器之一LED驅動器，該電壓調節器為該多色LED陣列提供一電壓信號，該LED驅動器及該電壓調節器之一組合將一穩定電流作為一輸入提供至該類比電流劃分電路。
一種用於調諧一多色發光二極體(LED)陣列之方法，該方法包括：判定且供應一設定電壓以作為一電壓控制電流源之一輸入電壓；將一輸入電流劃分為一第一電流及一第二電流；及基於一色溫之一判定：在一時間週期之一第一部分期間實質上同時將該第一電流提供至該多色LED陣列之三種顏色之一第一者且將該第二電流提供至該多色LED陣列之三種顏色之一第二者；在該時間週期之一第二部分期間實質上同時將該第一電流提供至該多色LED陣列之三種顏色之該第二者且將該第二電流提供至該多色LED陣列之三種顏色之一第三者；及在該週期之一第三部分期間實質上同時將該第一電流提供至該多色LED陣列之三種顏色之該第一者且將該第二電流提供至該多色LED陣列之三種顏色之該第三者。
如請求項19之用於調諧一多色LED陣列之方法，其中將該第一電流及該第二電流提供至該多色LED陣列之不同雙色係使用脈衝寬度調變(PWM)時間切片而發生。