專利名稱：Led組件、以及制造該led組件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及LED(發(fā)光二極管)組件以及制造該LED組件的方法，具體地說，該方法適用于解決LED組件中的不同LED之間的色彩差異的問題。

背景技術(shù)：
傳統(tǒng)光源通常是白熾光或氣體放電。每一種都有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。雖然傳統(tǒng)白熾燈制造不昂貴，但其具有兩個(gè)缺點(diǎn)。第一，傳統(tǒng)照明的輸入能量的大部分被浪費(fèi)在熱或紅外(不可見)光；僅少量輸入能量被轉(zhuǎn)換為可見光。第二，白熾燈的壽命有限，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，是災(zāi)難性的。傳統(tǒng)熒光燈具有較長(zhǎng)的壽命，但具有在溫度范圍內(nèi)性能的明顯變化。在某些較冷的溫度，熒光燈根本不運(yùn)行。鹵素光源相對(duì)于白熾光源在效率和壽命方面有輕微改進(jìn)，而成本少量增加。
傳統(tǒng)光源可以通過濾波產(chǎn)生確切的色彩。濾波處理發(fā)出白光并移除除了所需的特定色彩的光之外的所有光，因此進(jìn)一步降低了光源的效率。傳統(tǒng)光還從光源起向各個(gè)方向散播，當(dāng)目的是對(duì)小型物體進(jìn)行照明時(shí)，這可能是不利的。最后，傳統(tǒng)光在亮度和輸入電流之間具有非線性關(guān)系。這種非線性使得難以容易地讓光源暗淡。
因?yàn)長(zhǎng)ED的明顯較長(zhǎng)的壽命、較高的效率以及引導(dǎo)光的能力，所以它克服了傳統(tǒng)照明的許多缺點(diǎn)。典型白熾光源的故障間平均時(shí)間(MTBF)在10,000小時(shí)的量級(jí)。LED的MTBF在1-10百萬(wàn)小時(shí)的量級(jí)。典型地，對(duì)于白熾光，僅5％的輸入能量被轉(zhuǎn)換為可見光。相似地，對(duì)于LED，大約15％的輸入能量被轉(zhuǎn)換為可見光。光學(xué)輸出的流明數(shù)除以輸入能量的瓦特?cái)?shù)的比率是評(píng)價(jià)效率的另一方式。傳統(tǒng)照明為大約17流明/瓦特，而基于(白)光源的LED為大約35流明/瓦特。效率改進(jìn)等同于降低功耗或?qū)ο嗨剖┘庸β实母吖廨斎?。通常，單?dú)的LED產(chǎn)生低級(jí)別的光學(xué)輸出，這對(duì)于作為光源來使用是不夠的。將多個(gè)LED組合為組件或陣列使得該陣列是可靠的并且是對(duì)傳統(tǒng)光源的節(jié)省成本替代。
當(dāng)被設(shè)計(jì)和制造組件中的LED的陣列時(shí)，可以按并行、串行或它們的組合而互聯(lián)。此外，組件中的LED可以是單一基色或多個(gè)不同色彩。通過將若干不同色彩組合到一個(gè)組件中，可以由光引擎來顯示寬范圍的指定色彩。因?yàn)長(zhǎng)ED光引擎組件的減少電使用、改進(jìn)維護(hù)成本以及允許動(dòng)態(tài)的定制色彩投射的性能，所以它獲得廣泛的使用。
LED組件在安防市場(chǎng)也快速替代了照明燈。安防應(yīng)用可以包括交通燈、塔上的安全燈標(biāo)、鐵路交叉口的告警燈、緊急出口照明、飛機(jī)跑道照明，以及許多其它應(yīng)用。在這些應(yīng)用中，LED光源獲得普及的原因在于(1)LED的增加的可靠性，以及(2)降低的成本以及修復(fù)和維護(hù)功能的難度。
當(dāng)前，基于LED的光引擎在全世界數(shù)十萬(wàn)個(gè)地方運(yùn)行于安防應(yīng)用中。
LED照明的益處還在于建筑和影院應(yīng)用。這種益處不僅在于能夠產(chǎn)生確切和可重復(fù)的光以變化情緒和情感，而且還在于能夠動(dòng)態(tài)地通過大量光源產(chǎn)生這些色彩的能力。這種實(shí)踐以多種形式用于多年來的影院照明，最近在對(duì)所需求的數(shù)字色彩中取得極大改進(jìn)。對(duì)于建筑來說，由于建筑應(yīng)用中的影院級(jí)設(shè)施的使用麻煩而導(dǎo)致色彩的實(shí)際使用仍舊非常有限。LED照明的前途在于能夠以更多有用的形式因素并對(duì)于影院和建筑應(yīng)用兩者實(shí)時(shí)地實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)色彩。
典型的LED組件包括安裝到系統(tǒng)中的多個(gè)LED，典型地，所有LED都是單一基色。技術(shù)在進(jìn)步，出現(xiàn)了基于兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或更多基色的LED的組合來產(chǎn)生寬譜色彩的新的需求。正在開發(fā)的許多組件包括若干紅色LED、若干綠色LED和若干藍(lán)色LED。因?yàn)閱蝹€(gè)LED無(wú)法提供用于光引擎的充足的光，所以對(duì)于每一色彩需要若干LED。需要不同的LED色彩，從而可以組合不同的色彩以取得寬譜的定制照明效果。
圖1示出通用LED組件10。LED組件10包括LED光源11，光源11依次包括由標(biāo)號(hào)——R(紅色)、G(綠色)和B(藍(lán)色)——表示的不同色彩的單個(gè)LED 12。LED組件11包括LED 12和用于驅(qū)動(dòng)LED的支撐和關(guān)聯(lián)電路。該關(guān)聯(lián)電路和支撐包括電子支持器或印制電路板(未示出)，其機(jī)械地承載LED 12，并提供對(duì)LED 12、電源13的電輸入，以將輸入功率轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)ED 12可用的形式；控制電子裝置14，對(duì)LED 12適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行打開和關(guān)閉，對(duì)電子信號(hào)執(zhí)行算法以及與較大照明系統(tǒng)中的其它設(shè)備進(jìn)行通信；以及透鏡或散光器(未示出)，修改來自若干小的點(diǎn)光源的光外觀，以使其看起來讓人舒服并對(duì)于產(chǎn)品可運(yùn)作。
然而，LED組件確實(shí)具有以下由發(fā)明人意識(shí)到的缺點(diǎn)。制造時(shí)光和電輸出特性的變化相當(dāng)大。因?yàn)長(zhǎng)ED的該制造變化，所以難以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)輸出色彩。光學(xué)輸出隨著產(chǎn)品壽命而變化；例如，輸出強(qiáng)度隨時(shí)間而惡化。主波長(zhǎng)非常依賴于溫度。并且，強(qiáng)度隨溫度增加而下降。
進(jìn)一步地，對(duì)于LED，不同的半導(dǎo)體化合物用于產(chǎn)生不同的色彩。每一化合物將相對(duì)于溫度以不同速率變化并且長(zhǎng)期惡化。這使得RGB(紅色、綠色、藍(lán)色)LED的陣列的色彩穩(wěn)定性很難。
LED光學(xué)輸出隨著輸入電流成比例變化這個(gè)事實(shí)通常是LED的優(yōu)點(diǎn)；當(dāng)將LED組件用作對(duì)白熾燈的直接替代時(shí)，它變成了缺點(diǎn)。這是因?yàn)榭刂葡到y(tǒng)補(bǔ)償白熾燈的非線性，并且當(dāng)使用替代的LED組件，該控制系統(tǒng)產(chǎn)生無(wú)意義的輸出。
照明控制系統(tǒng)或控制臺(tái)解決以有限數(shù)量的可能色彩規(guī)定實(shí)現(xiàn)有限數(shù)量的光學(xué)輸出，并可能需要笨重的硬件來實(shí)現(xiàn)大型照明系統(tǒng)。
LED的溫度變化可能由于兩個(gè)原因而出現(xiàn)。一個(gè)原因在于外部環(huán)境。LED光源可以被安裝在受控的溫度環(huán)境中，其示例可以是家庭或辦公樓?；蛘?，它們可以被安裝在非受控的環(huán)境中，在該環(huán)境中，溫度變化處于人們可居住的范圍內(nèi)或超過該范圍。溫度變化的第二個(gè)原因在于特定系統(tǒng)內(nèi)的熱消散的功效。光學(xué)輸出特性與管芯溫度有關(guān)。管芯溫度與外部環(huán)境有關(guān)，但也與從管芯到外界的整個(gè)路徑的熱阻有關(guān)。
主波長(zhǎng)(以λd表示)和光學(xué)強(qiáng)度表現(xiàn)出可以計(jì)量的隨溫度變化的變化。在足夠的溫度變化的情況下，人眼可以識(shí)別出主波長(zhǎng)的變化。在某些波長(zhǎng)(接近于琥珀色)處，2-3納米的變化是人眼可識(shí)別的；在其它波長(zhǎng)(接近于紅色)，在人眼可以區(qū)分色彩轉(zhuǎn)變之前，需要20-25納米的變化。強(qiáng)度隨溫度的變化也是可識(shí)別的。溫度增加60℃可以減少近似于50％的輸出。
本領(lǐng)域的當(dāng)前狀況部分地解決了一些問題。通過將LED排序和分檔(binning)到相似光特性的分組中來解決LED光學(xué)輸出的制造變化。已經(jīng)在用于陣列的控制軟件和硬件中模擬了白熾光的光學(xué)響應(yīng)，見美國(guó)專利6,683,419。還可以對(duì)LED的初始功率輸出進(jìn)行過驅(qū)動(dòng)，這使得在較長(zhǎng)時(shí)間段期間產(chǎn)生可接受的功率輸出。
然而，本領(lǐng)域的當(dāng)前狀況沒有解決以下問題。指定色彩的確切色彩生成仍然不可實(shí)現(xiàn)。因?yàn)橐粋€(gè)分檔內(nèi)的LED光特性的大變化，所以LED的分檔總是不足以產(chǎn)生對(duì)于所有環(huán)境而言的精確色彩。溫度變化影響了LED輸出波長(zhǎng)并且對(duì)強(qiáng)度沒有補(bǔ)償。


發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種新穎的LED組件和新穎的制造LED組件的方法，所述LED組件可以高效并一致地提供LED組件的期望的色彩輸出。
本發(fā)明的更具體的目的在于提供一種新穎的LED組件和新穎的制造LED組件的方法，所述LED組件可以補(bǔ)償LED組件內(nèi)的各個(gè)LED組件的色彩變化。
本發(fā)明通過驅(qū)動(dòng)第一色彩的全部LED并測(cè)量所驅(qū)動(dòng)的LED的光學(xué)輸出的信息來制造LED組件，以實(shí)現(xiàn)上述和其它目的。所述信息可以包括第一色彩的LED的色彩信息和正向電壓。其后，測(cè)量環(huán)境條件。進(jìn)一步地，在LED組件中，存儲(chǔ)測(cè)得的環(huán)境條件和測(cè)得的LED的光學(xué)輸出的光學(xué)信息。其后，對(duì)LED組件中的每一色彩的LED重復(fù)上述操作。
通過執(zhí)行上述處理，實(shí)現(xiàn)了包括多組不同色彩的LED的LED組件。進(jìn)一步地，LED組件內(nèi)的控制電子裝置通過至少在所述一個(gè)測(cè)得的環(huán)境條件下使用每一LED的所存儲(chǔ)的測(cè)得光學(xué)信息來控制對(duì)所述多個(gè)LED的驅(qū)動(dòng)。所述LED組件還使用補(bǔ)償算法來基于所存儲(chǔ)的LED的信息和檢測(cè)到的當(dāng)前環(huán)境條件來控制對(duì)所述多個(gè)LED的驅(qū)動(dòng)，并使用色彩混合算法以基于LED的所存儲(chǔ)的測(cè)得信息和所輸入的期望色彩輸出來控制對(duì)所述多個(gè)LED的驅(qū)動(dòng)。



通過結(jié)合附圖參照以下詳細(xì)描述，將容易獲得本發(fā)明的更完整的理解及其許多附帶優(yōu)點(diǎn)，并且這些理解和優(yōu)點(diǎn)變得更容易理解，其中 圖1是示出通用背景技術(shù)LED光組件； 圖2說明關(guān)于CIE色度表的LED色彩規(guī)定； 圖3a和圖3b示出針對(duì)LED組件的未補(bǔ)償光學(xué)輸出的處理； 圖4示出在根據(jù)本發(fā)明的制造LED組件的方法中構(gòu)造的執(zhí)行的處理流程； 圖5示出在制造本發(fā)明的LED的方法中使用的制造設(shè)施的簡(jiǎn)化圖示； 圖6a和圖6b示出用于實(shí)現(xiàn)對(duì)本發(fā)明的LED組件的補(bǔ)償光學(xué)輸出的處理的概述； 圖7示出本發(fā)明第一實(shí)施例的LED光引擎組件；以及 圖8示出在制造根據(jù)本發(fā)明的LED組件時(shí)執(zhí)行的處理的更通用的操作。

具體實(shí)施例方式 現(xiàn)在參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的特點(diǎn)，其中，在多個(gè)附圖中，相同標(biāo)號(hào)表示相同或?qū)?yīng)的部分。
可以使用CIE色彩坐標(biāo)系來指定色彩輸出。也可以使用用于指定色彩的其它適當(dāng)方案。CIE是“The Commission Internationale del’Eclairage”的縮寫，是一個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)小組，其首先在1931年寫成的標(biāo)準(zhǔn)中描述了量化色彩的方式。CIE色彩坐標(biāo)系是一種被接受的用于測(cè)量譜分布的標(biāo)準(zhǔn)，并使用x坐標(biāo)、y坐標(biāo)和Y’坐標(biāo)來定義色彩。CIE色彩坐標(biāo)系是獨(dú)立于設(shè)備的描述色彩的方式，因此也被描述為用于定義色彩的通用坐標(biāo)系，如圖2所示。圖2示出具有CIE色彩舌(tongue)的CIE色度表。CIE色彩舌示出標(biāo)準(zhǔn)色彩的x、y和Y’坐標(biāo)。x坐標(biāo)和y坐標(biāo)被歸一化，并以0至1的標(biāo)度來表示。x坐標(biāo)和y坐標(biāo)兩者都是無(wú)單位的，并指定色彩。Y’指定強(qiáng)度，并且也被歸一化為無(wú)單位的數(shù)。
圖2示出典型的紅色LED、綠色LED和藍(lán)色LED的色彩輸出。通過對(duì)表示紅色、綠色和藍(lán)色的坐標(biāo)進(jìn)行交互連接來創(chuàng)建一個(gè)三角形。該三角形中的CIE坐標(biāo)表示可用于顯示的色彩的范圍。該三角形之外的點(diǎn)不能利用給定光源來顯示。該三角形的中心點(diǎn)是紅光源、綠光源和藍(lán)光源的最大組合的CIE坐標(biāo)，理論上是白色。
生產(chǎn)LED的制造處理不一致并且產(chǎn)生具有大輸出變化范圍的LED。對(duì)于紅色、綠色和藍(lán)色的這種變化范圍分別被圖形化地示出為由橢圓(16)、(17)和(18)的范圍。圖2還標(biāo)識(shí)處目標(biāo)白色(15)，并示出附加的橢圓(19)，其表示對(duì)于紅色(16)、綠色(17)和藍(lán)色(18)三種色彩的光源的組合所顯示的白色的范圍。
圖2示出在沒有對(duì)LED的多個(gè)具有變化性的源進(jìn)行補(bǔ)償?shù)那闆r下所顯示色彩的白色范圍(19)。各個(gè)LED的這種變化性包括在LED壽命期間的輸出強(qiáng)度惡化、主波長(zhǎng)隨溫度的變化、輸出強(qiáng)度隨溫度的變化、制造處理中的變化性等。
圖3a是用于從紅色LED、綠色LED和藍(lán)色LED的輸出產(chǎn)生白光的簡(jiǎn)化的或未補(bǔ)償?shù)奶幚怼D3所示的處理包括三個(gè)同時(shí)進(jìn)行的步驟S61、S62和S63，在這些步驟中分別生成全紅色LED的最大輸出、全綠色LED的最大輸出和全藍(lán)色LED的最大輸出。通過在這些步驟中驅(qū)動(dòng)紅色LED、綠色LED和藍(lán)色LED中的每一個(gè)達(dá)到它們的最大輸出，在步驟S64中，生成紅色LED、綠色LED和藍(lán)色LED的最大輸出，從而給出理論白光源。也就是說，最大化地混合紅色LED、綠色LED和藍(lán)色LED應(yīng)該提供白光。然而，因?yàn)楦鱾€(gè)LED的色彩輸出之間的差異，所以這樣的系統(tǒng)的缺陷在于，紅色LED、綠色LED和藍(lán)色LED的色彩輸出的變化可能不會(huì)產(chǎn)生純白色輸出。在圖2的CIE色度表中以(19)示出來自圖3a的處理的輸出的變化性，該變化性足以產(chǎn)生與理論白色的可測(cè)量差異。人眼可能可以辨別這種差異。圖3a的另外處理沒有補(bǔ)償LED變化性并可能產(chǎn)生不精確的白色。除了不準(zhǔn)確之外，結(jié)果還是不一致的。
圖3b是產(chǎn)生定制色彩的類似的簡(jiǎn)化或未補(bǔ)償處理。在圖3b的處理中，初始地，以圖3a的步驟S61、S62、S63中的紅色LED、綠色LED和藍(lán)色LED的最大輸出分別驅(qū)動(dòng)它們中的每一個(gè)。其后，對(duì)這些輸出中的每一個(gè)進(jìn)行縮放來產(chǎn)生期望的色彩。更具體地說，步驟S71調(diào)整紅色LED的驅(qū)動(dòng)參數(shù)，以獲得期望的紅色光學(xué)輸出，步驟S72調(diào)整綠色LED的驅(qū)動(dòng)參數(shù)，以獲得期望的綠色光學(xué)輸出，步驟S73調(diào)整藍(lán)色LED的驅(qū)動(dòng)參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)期望的藍(lán)色光學(xué)輸出。步驟S71、S72和S73中的每一步可以通過修改驅(qū)動(dòng)參數(shù)，例如對(duì)于相應(yīng)紅色LED、綠色LED和藍(lán)色LED輸出中的每一個(gè)的占空比和驅(qū)動(dòng)電流，來實(shí)現(xiàn)所期望的縮放。理想地，組合后的輸出是期望的定制色彩。遺憾的是，這種過分簡(jiǎn)單的處理還可能產(chǎn)生不可接受的結(jié)果。由多個(gè)因素引起的這三種輸入激勵(lì)中每一個(gè)的LED變化性可能產(chǎn)生對(duì)目標(biāo)色彩的不準(zhǔn)確和不一致的表示。
單一色彩LED光引擎組件已經(jīng)生產(chǎn)多年。與單一色彩LED的制造相關(guān)聯(lián)的變化性以及該單一色彩LED主要實(shí)施于的安防市場(chǎng)的精確需求已經(jīng)挑戰(zhàn)LED組件商生產(chǎn)用于整個(gè)系統(tǒng)的準(zhǔn)確輸出色彩。LED制造商通過將LED在裝運(yùn)之前預(yù)先排序或?qū)ED分檔到較小的變化性范圍內(nèi)來幫助組件商。該較小范圍的LED輸入激勵(lì)在產(chǎn)生目標(biāo)輸出色彩方面有助于組件商。因?yàn)樯踔了龇謾n(bin)也具有相當(dāng)大的性能變化范圍，所以可接受的色彩呈現(xiàn)仍然是要解決的任務(wù)。
分檔操作可能很快變得復(fù)雜。使用僅具有琥珀色LED的組件作為示例。琥珀色LED來自根據(jù)五個(gè)通量值(flux value)排序的制造商，所述五個(gè)通量值可以利用標(biāo)記V、W、X、Y和Z來標(biāo)識(shí)。每一通量分檔的變化可以是±15％或更多。主波長(zhǎng)可以變化±2.5nm，并且可以被分成被標(biāo)記為1、2、3、4和5的五個(gè)分檔。基于變化±5％的正向電壓(Vf)和所標(biāo)記的a、b、c、d和e來創(chuàng)建五個(gè)附加的分檔。所有這種排序的結(jié)果在于，琥珀色LED到達(dá)被排序?yàn)?*5*5或125個(gè)可能分檔位置的組件商。琥珀色LED的分檔可以被標(biāo)記為W4e；W指定其通量范圍，4指定其主波長(zhǎng)，e指定其正向電壓。
可以使用來自琥珀色LED的不同分檔的LED的配方(recipe)來制造LED組件。每一配方包含對(duì)于LED光引擎組件設(shè)計(jì)的電子支持器內(nèi)的每一LED位置的可接受的一個(gè)分檔代碼或多個(gè)分檔代碼。在制造之前，可接受的配方被涉及為對(duì)于用戶所需光學(xué)參數(shù)而言可接受的輸出。使用光學(xué)性能計(jì)算來確定可接受的配方，所述可接受的配方被通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。在組件中有大量LED以及分檔內(nèi)的光學(xué)輸出的大變化的情況下，即使具有配方，也變得愈加難以確保整個(gè)組件的光學(xué)輸出對(duì)用戶是可接受的。
通常，對(duì)每一產(chǎn)品，存在多個(gè)可接受的配方。具有多個(gè)配方允許組件商靈活地以若干不同的方式構(gòu)建組件，以考慮到LED的不同分檔的存貨變化。然而，即使在對(duì)于每一產(chǎn)品設(shè)計(jì)具有多個(gè)可接受的配方的情況下，大量生產(chǎn)中的分檔內(nèi)容的存貨管理可能對(duì)組件商也是挑戰(zhàn)。反之，有時(shí)，難于利用現(xiàn)有的分檔量的庫(kù)存找出可接受的LED分檔的配方。
上述示例使用僅具有一個(gè)色彩LED的簡(jiǎn)單LED組件。當(dāng)設(shè)計(jì)涉及若干不同色彩的LED并且配方涉及從多個(gè)不同基色的分檔中取出LED時(shí)，配方的復(fù)雜性在多倍地增加。實(shí)際上，多色彩LED光引擎組件已略微成功。單一色彩的精度問題想疊加產(chǎn)生更大問題；最后的結(jié)果可能是不可接受的色彩呈現(xiàn)?？傊謾n允許可接受的單一色彩LED光引擎組件的量產(chǎn)。然而，用于單一色彩組件的分檔缺乏制造的靈活性，并且可能產(chǎn)生可接受的范圍之外的光學(xué)輸出。分檔難于或者不可能用以管理多色彩LED組件，并且所得到的產(chǎn)品通常不可接受。
本發(fā)明的處理通過以下方式來解決這樣的缺陷在制造時(shí)測(cè)量每一唯一的單獨(dú)LED光引擎組件的基線(baseline)光學(xué)性能以量化輸出的精確色彩和強(qiáng)度，如以下進(jìn)一步詳細(xì)討論的。其后，色彩的基線測(cè)量的量化值被存儲(chǔ)在LED組件內(nèi)，并且可用于系統(tǒng)以對(duì)輸入?yún)?shù)進(jìn)行補(bǔ)償，從而在系統(tǒng)的壽命期間產(chǎn)生精確和可重復(fù)的輸出。
本發(fā)明人開發(fā)了圖4所示的處理，其使用圖5的測(cè)試系統(tǒng)40。在組裝所有LED以及其它控制電子裝置之后但在制造設(shè)備貨運(yùn)之前，執(zhí)行圖4的處理。
在該處理中，每一單獨(dú)LED組件100在處理開始時(shí)被裝載到制造測(cè)試系統(tǒng)40上(見圖5)，步驟S111(見圖4)。測(cè)試系統(tǒng)40包括支持器42，用于將LED組件100限制為距光學(xué)測(cè)量設(shè)備45固定距離d。殼體44對(duì)光進(jìn)行引導(dǎo)，并防止雜散光進(jìn)入光學(xué)測(cè)量設(shè)備45。
測(cè)試系統(tǒng)40還包括控制電子裝置。所述控制電子裝置在定制的接口箱41和定制的計(jì)算機(jī)或工作站46的內(nèi)部電路之間被劃分。測(cè)試系統(tǒng)40的控制電子裝置包括用于測(cè)量當(dāng)前溫度的測(cè)量設(shè)備、用于控制LED的控制設(shè)備、用于測(cè)量電壓的測(cè)量設(shè)備以及用于將數(shù)據(jù)寫入LED組件的存儲(chǔ)器的設(shè)備，其可以容納在接口箱41、工作站46中或在LED組件100內(nèi)部的控制電子裝置上。
在將LED組件100裝載到測(cè)試系統(tǒng)40之后，該處理指示控制電路驅(qū)動(dòng)所有紅色LED且僅是紅色LED，步驟S112。用于該處理的控制電路可以在LED組件100的內(nèi)部或測(cè)試系統(tǒng)控制器工作站46的內(nèi)部。其后，在步驟S113利用光學(xué)測(cè)量設(shè)備45來測(cè)量全紅色輸出，該光學(xué)測(cè)量設(shè)備45例如可以包括分光光度計(jì)。在步驟S113，測(cè)量用于全紅色輸出的CIE坐標(biāo)和在全紅色的正向電壓。步驟S114與步驟S112相似，除了由控制電路僅驅(qū)動(dòng)所有綠色LED之外。在步驟S115，由光學(xué)測(cè)量設(shè)備45測(cè)量用于全綠色輸出的CIE坐標(biāo)以及用于全綠色的正向電壓。步驟S116也與步驟S112相似，除了由控制電路僅驅(qū)動(dòng)所有藍(lán)色LED之外。步驟S117測(cè)量全藍(lán)色光學(xué)輸出以及全藍(lán)色正向電壓。如果以100％最大輸入條件來驅(qū)動(dòng)所有紅色LED、綠色LED和藍(lán)色LED，則可以最容易實(shí)現(xiàn)步驟S112、S114和S116。然而，因?yàn)長(zhǎng)ED通量輸出在數(shù)學(xué)上與其輸入電流有關(guān)，所以可以與較低輸入成比例地實(shí)現(xiàn)處理。優(yōu)選地在系統(tǒng)已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)之后進(jìn)行所有光學(xué)測(cè)量?；蛘?，可以使用變化脈寬來驅(qū)動(dòng)LED，并且可以據(jù)此外推穩(wěn)定狀態(tài)輸出性能。可以利用如下所述的合適的色彩坐標(biāo)系來實(shí)現(xiàn)步驟S113、S115和S117。
其后，在步驟S118，使用溫度測(cè)量設(shè)備47來測(cè)量溫度。對(duì)環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量以表明導(dǎo)致測(cè)得的LED輸出的環(huán)境條件。例如，LED輸出將基于溫度而變化，所以對(duì)于在步驟S113、S115和S117中測(cè)得的紅色LED、綠色LED和藍(lán)色LED的光學(xué)輸出，獲知測(cè)量時(shí)的溫度是相關(guān)的。其后，在補(bǔ)償算法24中使用步驟S118的環(huán)境測(cè)量，以控制LED的驅(qū)動(dòng)，如以下參照?qǐng)D6所討論的。該算法調(diào)解由于強(qiáng)度和主波長(zhǎng)隨溫度的變化而導(dǎo)致的光學(xué)輸出變化?？梢酝ㄟ^以下討論的補(bǔ)償算法24來校正遠(yuǎn)離基線環(huán)境的未來變化。
其后，在步驟S119，所有測(cè)得的信息被存儲(chǔ)在LED組件100的內(nèi)部。通過使用CIE值(x，y，Y)，正向電壓Vf以及溫度T，通過以下描述的變量來表示所存儲(chǔ)的信息， (xr，yr，Yr′)Vfr，(xg，yg，Yg′)Vfg，(xb，yb，Yb′)Vfb，T 如所描述的，可以在步驟S119中寫入所有存儲(chǔ)的信息，替換的，可以在步驟S113、S115和S117中獲得存儲(chǔ)的信息之后立即將它們寫入LED組件的存儲(chǔ)器設(shè)備。圖4中的虛線示出這種替換。
可以在步驟S119中將關(guān)于“所制造的”唯一光引擎的性能的附加信息存儲(chǔ)在系統(tǒng)內(nèi)部，例如，該附加信息可能是測(cè)量的日期和時(shí)間或產(chǎn)品序列號(hào)。還可以在系統(tǒng)外部執(zhí)行這些初始測(cè)量的存儲(chǔ)。可以在組件的修復(fù)或重新運(yùn)作時(shí)使用LED組件外部的副本數(shù)據(jù)，或?qū)Ξa(chǎn)品變化性的統(tǒng)計(jì)分析使用所述副本數(shù)據(jù)。通過在步驟S120從測(cè)試系統(tǒng)100卸載LED組件100并使用LED光引擎組件100，完成該處理。
通過上述處理，本發(fā)明表征并記錄制造時(shí)LED組件的特定光學(xué)輸出信息，以記錄LED組件的基線色彩輸出，該特定光學(xué)輸出信息其后在生成圖6和圖7的LED組件中的補(bǔ)償光學(xué)輸出的整個(gè)處理中使用。通過進(jìn)行該處理，可以使得所顯示色彩的精確基線對(duì)于色彩優(yōu)化算法可用。
圖6a、圖6b和圖7示出本發(fā)明的LED組件，其存儲(chǔ)圖4的處理所生成的數(shù)據(jù)，并使用所述數(shù)據(jù)來生成適當(dāng)色彩的增強(qiáng)的期望光學(xué)輸出。在本發(fā)明中，圖7示出LED組件100的結(jié)構(gòu)，LED組件100包括LED燈101中的LED 105和電源103，圖6a和圖6b示出該LED組件100中執(zhí)行的控制操作。
如圖7所示，本發(fā)明的LED組件100與圖1的背景技術(shù)中的LED組件相似，除了本發(fā)明的LED組件100包括增強(qiáng)的控制電子裝置104之外，該控制電子裝置104包括環(huán)境傳感器106和存儲(chǔ)器109。存儲(chǔ)器109存儲(chǔ)在圖4的步驟S119中提到的數(shù)據(jù)。
存在可以在系統(tǒng)中存儲(chǔ)信息的很多方式，但一個(gè)特征在于，“所制造的”輸出信息在光引擎的整個(gè)壽命期間仍然可用于優(yōu)化算法。內(nèi)部存儲(chǔ)信息的方法可以是多個(gè)存儲(chǔ)器設(shè)備中的任意一個(gè)。只讀存儲(chǔ)器(ROM)、可編程只讀存儲(chǔ)器(PROM)、可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM)、EEPROM(電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器)、閃速EPROM等可以用作存儲(chǔ)器109。
圖7中的控制電子裝置104執(zhí)行圖6a、圖6b中所示的操作，下面進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)討論。
如圖6a所示的本發(fā)明的LED組件100的整個(gè)控制操作的第一實(shí)施例使用形成LED燈101的紅色LED、綠色LED和藍(lán)色LED的所存儲(chǔ)的基線光輸出數(shù)據(jù)結(jié)合所存儲(chǔ)的環(huán)境數(shù)據(jù)，基于測(cè)得的這些光的輸出并且基于測(cè)得的環(huán)境值執(zhí)行補(bǔ)償，并輸出期望的光輸出。
在操作中，在處理21-23中檢索用于全紅色響應(yīng)、全綠色響應(yīng)和全藍(lán)色響應(yīng)的存儲(chǔ)值。這些值與在圖4的步驟S119中存儲(chǔ)的值對(duì)應(yīng)?？梢酝ㄟ^補(bǔ)償和色彩混合算法來使用處理21-23中檢索的信息，以允許實(shí)現(xiàn)定制色彩生成。
更具體地說，從處理21-23檢索到的存儲(chǔ)值被提供給處理24，處理24運(yùn)行補(bǔ)償算法以基于檢索到的存儲(chǔ)值來預(yù)測(cè)當(dāng)前環(huán)境條件下的輸出。其后，來自補(bǔ)償算法24的輸出被提供給色彩混合算法25。色彩混合算法25從處理30接收期望的光輸出作為輸入。由此，色彩混合算法25接收對(duì)期望的光輸出的指示，并可以修改色彩混合操作以實(shí)現(xiàn)所述期望的光輸出。其后，色彩混合算法25在處理31-33中控制用于紅色LED、綠色LED和藍(lán)色LED的參數(shù)的驅(qū)動(dòng)，以在處理34中輸出期望的規(guī)定的光。
補(bǔ)償算法24和色彩混合算法25是控制算法，用于實(shí)現(xiàn)期望的色彩輸出，并且利用電子電路被硬件編程或利用LED光引擎組件100的控制電子裝置104內(nèi)部的定制軟件而被軟件編程。色彩混合算法25在處理31-33中調(diào)整每一LED的占空比(D)和其它參數(shù)，有效地修改每一基色的百分比以定制色彩顯示。可以使用任意數(shù)量的控制技術(shù)來調(diào)整占空比，所述控制技術(shù)包括脈沖頻率調(diào)制、脈沖位置調(diào)制、幅度調(diào)制、相移調(diào)制和脈寬調(diào)制(見Color Kinetics的美國(guó)專利6,016,038)。
與在處理21、22和23中檢索所存儲(chǔ)的光學(xué)參數(shù)相組合來操作補(bǔ)償算法24和色彩混合算法25解決了LED光引擎組件的許多性能問題。補(bǔ)償算法24可以應(yīng)用于解決光學(xué)輸出的溫度變化。類似地，可以在補(bǔ)償算法24中以算法方式來克服LED的壽命惡化。也就是說，補(bǔ)償算法24可以考慮當(dāng)前環(huán)境條件，LED的老化等，并且可以對(duì)這樣的當(dāng)前條件補(bǔ)償LED的光輸出。例如，LED的光輸出隨溫度而下降。因此，如果LED組件100的當(dāng)前溫度高于當(dāng)測(cè)試LED時(shí)的溫度(即高于圖4的步驟S119中存儲(chǔ)的溫度)，則補(bǔ)償算法24可以進(jìn)行控制以增加每一LED的驅(qū)動(dòng)功率，以補(bǔ)償因增加的溫度而導(dǎo)致的減少的強(qiáng)度。類似地，補(bǔ)償算法24可以影響LED的年齡，并隨著LED 105的年齡增加LED 105的驅(qū)動(dòng)電流(I)。補(bǔ)償算法24可以基于其它環(huán)境條件(例如濕度)以及其它所需因素來執(zhí)行其它補(bǔ)償。
進(jìn)一步地，可以由色彩混合算法25的適當(dāng)應(yīng)用來解決配方和分檔的困難。因?yàn)榫_獲知的起始點(diǎn)，所以補(bǔ)償算法24和色彩混合算法25可以提供對(duì)經(jīng)補(bǔ)償光的呈現(xiàn)處理的計(jì)算。在本發(fā)明的處理中完成該操作。
以下是可以在本發(fā)明中實(shí)現(xiàn)的針對(duì)色彩混合算法25的特定非限定性示例。
色彩混合算法25開始于針對(duì)顯示所指定的目標(biāo)色彩。
目標(biāo)色彩坐標(biāo)(xt，yt，Y’t) (151) 用于全紅色、全綠色和全藍(lán)色的譜輸入的CIE色度坐標(biāo)(x，y，Y’)對(duì)于該算法也是已知的，見圖4中的步驟S113、步驟115、S117。
測(cè)得的(xr，yr，Y’r)、(xg，yg，Y’g)、(xb，yb，Y’b)(152) 期望的輸出是用于目標(biāo)色彩的顯示的全紅色LED、全綠色LED和全藍(lán)色LED的占空比和驅(qū)動(dòng)電流。
找出(D’rt，D’gt，D’bt)和I (153) 以下是用于色彩混合算法25的非限定性實(shí)現(xiàn)的推導(dǎo)和細(xì)節(jié)。
首先，因?yàn)槿缦露x等式，所以對(duì)任意色彩，無(wú)需給定z。
x+y+z＝1 (154) z＝1-x-y 計(jì)算用于全紅色、全綠色和全藍(lán)色的輸出強(qiáng)度與y坐標(biāo)之間的關(guān)系的線性比例常數(shù)(加權(quán)因子)。
mr＝(Yr’/yr) (155) mg＝(Yg’/yg) mb＝(Yb’/yb) 該比例常數(shù)用于計(jì)算全紅色、全綠色和全藍(lán)色的組合(理想地是真實(shí)的白色)的CIE坐標(biāo)。
Yw′＝Y(jié)r′+Yg′+Yb′ CIE坐標(biāo)被轉(zhuǎn)換為三色激勵(lì)值。三色激勵(lì)值是用于描述未歸一化的色彩的相似坐標(biāo)系。由以下等式(157)來定義這兩個(gè)坐標(biāo)系之間的關(guān)系。
Y＝Y(jié)′x＝X/(X+Y+Z)y＝Y(jié)/(X+Y+Z)z＝Z/(X+Y+Z)(157) 可以從上面的等式(154)和(157)快速推導(dǎo)出以下通用等式。
上述通用公式(158)創(chuàng)建用于全紅色、全綠色和全藍(lán)色的三色激勵(lì)值X、Y和Z的特定等式，所得白色如等式(159)所示。重要的是，注意，這種白色可能不一定顯現(xiàn)為白色。其成為真實(shí)白色的程度將取決于這3種激勵(lì)色彩圍繞白色的中心坐標(biāo)(0.333，0.333，0.333)的均勻平衡的程度。
Yr＝Y(jié)r′ Yg＝Y(jié)g′ Yb＝Y(jié)b′ Yw＝Y(jié)w′ 相同的等式可以用于將目標(biāo)色彩的給定CIE值(xt，yt，Y’t)如下所示地轉(zhuǎn)換為三色激勵(lì)值(Xt，Yt，Zt)。
Yt＝Y(jié)t′ 變換矩陣M需要縮放因子(Sr，Sg，Sb)，并且如下所示地從等式(160)的右手邊的已知值來計(jì)算縮放因子(Sr，Sg，Sb)。
目標(biāo)色彩的[RtGtBt]是目標(biāo)色彩中的紅色、綠色和藍(lán)色的量，并且如果如下所述地使用RGB規(guī)定系統(tǒng)，則可以用于描述色彩。
[RtGtBt]＝[XtYtZt][M]-1(163) 如下計(jì)算每一色彩的占空比D。為了便于實(shí)現(xiàn)，總是將對(duì)于全紅色、全綠色或全藍(lán)色的三個(gè)占空比中的一個(gè)定義為100％。對(duì)另外兩個(gè)占空比進(jìn)行縮放，以保持相似的RGB特性。
當(dāng)[Sr，Sg，Sb]＝[1.0，1.0，1.0]時(shí)，情況進(jìn)一步簡(jiǎn)化，當(dāng)設(shè)計(jì)需求聲明全紅色、全綠色和全藍(lán)色的組合不必是純白色時(shí)，情況是相關(guān)的。
c＝xb(yg-yr)+xg(yr-yb)+xr(yb-yg) 當(dāng)前等式僅與色彩的生成有關(guān)，而與色彩的強(qiáng)度無(wú)關(guān)。目標(biāo)色彩強(qiáng)度由Y’t來表示。如下計(jì)算對(duì)強(qiáng)度的調(diào)整 Iref是由LED制造商指定的驅(qū)動(dòng)電流，并且用于制造測(cè)試處理，以生成用于圖6的處理21、22、23的存儲(chǔ)值。
情況1如果Y’total≥Y’t，則應(yīng)用以下等式。占空比被縮小到適合于考慮強(qiáng)度。
I＝Itested 情況2如果Y’total＜Y’t，則應(yīng)用以下等式。驅(qū)動(dòng)電流被放大到適用于容納附加的所需亮度。
使用占空比(D’rt，D’gt，D’bt，)和驅(qū)動(dòng)電流I來對(duì)情況1和情況2兩者顯示目標(biāo)色彩。
圖6b示出圖6a的實(shí)施例的修改，其可以應(yīng)用于包括紅色LED、藍(lán)色LED、綠色LED和琥珀色LED的不同色彩LED的設(shè)備。也就是說，系統(tǒng)可以包括紅色、藍(lán)色、綠色和琥珀色四種色彩，而不是使系統(tǒng)僅具有紅色、藍(lán)色和綠色三種色彩。在這些情況下，圖3a、圖3b和圖4中所示的操作還將針對(duì)琥珀色LED執(zhí)行與針對(duì)紅色LED、綠色LED和藍(lán)色LED相似的操作。結(jié)果，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的測(cè)得的光學(xué)值還將包括琥珀色LED的數(shù)據(jù)，因此，在圖6b中，執(zhí)行處理26中的檢索所有琥珀色響應(yīng)的附加操作，其后，在處理34中，還與紅色LED、綠色LED和藍(lán)色LED相似地調(diào)整琥珀色LED的占空比和其它參數(shù)。
本發(fā)明不限于具有四種色彩的這樣的實(shí)施例，可以任意期望的組合使用任意數(shù)量和色彩。
現(xiàn)在使用先前示例組件來討論本發(fā)明。假定先前組件包括若干紅色LED、若干綠色LED和若干藍(lán)色LED。此外，為了便于解釋，來自所有紅色LED的組合輸出應(yīng)該被稱為全紅色輸出。如果僅存在一個(gè)紅色LED，則該紅色LED的輸出和全紅色將是等同的。類似地，所有綠色LED的顯示應(yīng)該被稱為全綠色，所有藍(lán)色LED的應(yīng)該被稱為全藍(lán)色。
本發(fā)明的處理使得能夠生成色彩輸出的精確已知開始點(diǎn)或基線，并且將所述已知開始點(diǎn)內(nèi)部地存儲(chǔ)在系統(tǒng)內(nèi)。特定LED組件的光輸出初始地被存儲(chǔ)在適當(dāng)存儲(chǔ)器設(shè)備上的組件內(nèi)部。在后面的任意時(shí)間點(diǎn)，可以由適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償算法24和適當(dāng)?shù)纳驶旌纤惴?5使用這個(gè)初始點(diǎn)，以產(chǎn)生期望的色彩匹配。
本發(fā)明的處理涉及通過圖4的處理將特定光輸出描述存儲(chǔ)在LED光引擎組件內(nèi)部，其后將它用于定制色彩呈現(xiàn)。其后，在LED組件100的操作中，在圖6的經(jīng)補(bǔ)償光處理的處理21、22和23中檢索所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。通過進(jìn)行該操作，可以使得所顯示的色彩的精確基線對(duì)于補(bǔ)償算法24和色彩混合算法25可用。圖4的處理S113、S115和S117生成全紅色、全綠色和全藍(lán)色的CIE坐標(biāo)，圖6的處理21、22和23使用全紅色、全綠色和全藍(lán)色的CIE坐標(biāo)。
用于存儲(chǔ)初始光學(xué)性能信息的所分配的存儲(chǔ)器109可以是專用的單個(gè)組件。或者，可以將該信息與其它系統(tǒng)信息組合，并且將其添加到已經(jīng)駐留在系統(tǒng)中的存儲(chǔ)組件。例如，可以將所存儲(chǔ)的本發(fā)明的制造處理的輸出添加到控制系統(tǒng)的固件，并將其存儲(chǔ)在與固件相同的物理設(shè)備上。
可以使用CIE色彩坐標(biāo)系來發(fā)送圖4的處理中的色彩規(guī)定。存在作為獨(dú)立設(shè)備的其它通用色彩坐標(biāo)系，其還可以用于量化光源。LabModel使用光(L)，(a)沿著綠色到黃色譜的坐標(biāo)，以及(b)沿著藍(lán)色到黃色譜的坐標(biāo)。Munsell色彩系統(tǒng)使用色調(diào)(H)、值(V)和色度(C)三個(gè)坐標(biāo)。本發(fā)明不排除使用這些通用色彩坐標(biāo)系中任意一種，但認(rèn)為CIE系統(tǒng)在表達(dá)精確色彩方面是最有效的。
如果使用了另一坐標(biāo)系，則所測(cè)量和存儲(chǔ)的值不一定是下面列出的變量。
(xr，yr，Yr′)Vfr，(xg，yg，Yg′)Vfg，(xb，yb，Yb′)Vbb，T 在原理上，它們是描述色彩的類似值，但處于新的坐標(biāo)系中。例如，對(duì)于Lab Model，它們最有可能是 (Lr，ar，br)Vfr，(Lg，ag，bb)Vfg，(Lb，ab，bb)Vbb，T 而對(duì)于Munsell系統(tǒng)，它們可能是 (Hr，Vr，Cr)Vfr，(Hg，Vg，Cg)Vfg，(Hb，Vb，Cb)Vbb，T 存在基于紅色、綠色和藍(lán)色三種色彩的多種不同的色彩坐標(biāo)系標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)RGB色彩空間的示例包括ISO RGB、sRGB、ROM RGB、Adobe RGB、Apple RGB以及視頻RGB空間(NTSC、EBU、ITU-RBT.709)。但這些標(biāo)準(zhǔn)都不是通用的，因?yàn)椴煌瑧?yīng)用(掃描儀、數(shù)碼相機(jī)、監(jiān)視器、打印機(jī))的需求不同，所以它們可能不會(huì)是通用的RGB標(biāo)準(zhǔn)。還存在基于一定比例的青色、洋紅色、黃色和黑色的CMYK色彩標(biāo)準(zhǔn)。CMYK標(biāo)準(zhǔn)與RGB標(biāo)準(zhǔn)一樣缺乏通用性。這些標(biāo)準(zhǔn)中的任意一種可以用于本發(fā)明的色彩描述，但因?yàn)镃IE色彩坐標(biāo)系的更普遍的被接受，所以它可以是優(yōu)選的實(shí)現(xiàn)。
上述參照?qǐng)D4的處理示出獲得用于具有多達(dá)3種色彩的系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，圖6b示出用于具有多達(dá)4種色彩的系統(tǒng)的應(yīng)用。并不要求系統(tǒng)僅包括這些色彩，而是可以并入任意數(shù)量的色彩。圖8示出可以在本發(fā)明中執(zhí)行的更通用的處理，其本質(zhì)上實(shí)現(xiàn)了與圖4的處理相同的結(jié)果，但其可以應(yīng)用于具有不同環(huán)境條件的與所期望的同樣多的色彩。
圖8的更通用的處理具有與圖4的處理相同的目標(biāo)。步驟S131通過將LED光引擎組件100裝載到測(cè)試系統(tǒng)40中來開始通用處理。步驟S132是“外部循環(huán)”迭代函數(shù)的開始，所述迭代函數(shù)被設(shè)計(jì)為量化針對(duì)多個(gè)環(huán)境的相關(guān)基線光學(xué)屬性。如果僅一個(gè)環(huán)境是如上特定示例中的基線，則環(huán)境數(shù)量為1，僅執(zhí)行一次迭代循環(huán)。所述環(huán)境可以受到控制，如在熱量和濕度測(cè)試室中，或所述環(huán)境不受控制，如制造時(shí)的LED管芯溫度。有關(guān)的環(huán)境變量可以是溫度、濕度、系統(tǒng)“工作時(shí)間(on time)”、海拔或任意其它環(huán)境條件。步驟S133使用環(huán)境傳感器(例如溫度傳感器47)來量化有關(guān)的環(huán)境條件。步驟S134開始于用于每一基色的“內(nèi)部循環(huán)”迭代函數(shù)。在特定示例中，基色的數(shù)量是3或4(紅色、綠色、藍(lán)色以及可選地琥珀色)，并且執(zhí)行三次或四次迭代循環(huán)。
步驟S135驅(qū)動(dòng)單一基色的所有LED。通常，以100％輸入電流來驅(qū)動(dòng)所有LED并進(jìn)行測(cè)量。輸入的其它值可以利用在后續(xù)執(zhí)行的算法中應(yīng)用的線性、對(duì)數(shù)、或其它適當(dāng)?shù)目s放。在步驟S136，對(duì)所測(cè)試的基色和環(huán)境條件的組合，來測(cè)量和量化光輸出和正向電壓。步驟S137將步驟S136的測(cè)量值記錄到存儲(chǔ)器109。在步驟S137中存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器的操作可以在進(jìn)行每一測(cè)量之后進(jìn)行或集中地在進(jìn)行了所有測(cè)量之后進(jìn)行。步驟S138的“內(nèi)部循環(huán)”迭代函數(shù)對(duì)每一基色重復(fù)該處理。步驟S139的“外部循環(huán)”迭代函數(shù)對(duì)每一環(huán)境條件重復(fù)該處理。每一環(huán)境條件例如可以是室溫的溫度值、熱溫度值以及冷溫度值。只要能夠量化所有基色和環(huán)境，就可以切換“內(nèi)部循環(huán)”和“外部循環(huán)”。步驟S140通過從測(cè)試系統(tǒng)40移除LED光引擎組件來結(jié)束處理。在步驟S130的結(jié)束時(shí)，內(nèi)部存儲(chǔ)器109目前包括特定LED光引擎組件的基線光學(xué)性能。
通過包括控制電子裝置內(nèi)部的唯一LED光引擎組件的基線光學(xué)性能，可以在LED組件的制造、運(yùn)作以及光學(xué)輸出的質(zhì)量方面進(jìn)行改進(jìn)。參照?qǐng)D7，每一LED光引擎組件在存儲(chǔ)器109中具有在已知環(huán)境條件下的其安裝的LED 105的光學(xué)輸出的開始點(diǎn)。在沒有由本發(fā)明的處理21、22、23、26所生成的存儲(chǔ)值的情況下，對(duì)于補(bǔ)償算法24和色彩混合算法25的開始點(diǎn)，將需要假定的值，例如一組LED的平均光學(xué)輸出。使用生成的一組所存儲(chǔ)的值的結(jié)果明顯地改進(jìn)了處理，原因如下可以通過使用該唯一LED組件的已知開始點(diǎn)并應(yīng)用色彩混合算法來呈現(xiàn)無(wú)限數(shù)量的目標(biāo)輸出色彩；因?yàn)橐怨鈱W(xué)色彩性能的已知起始點(diǎn)來開始色彩混合算法，因此改進(jìn)了所呈現(xiàn)色彩的準(zhǔn)確性；因?yàn)榭梢詮囊阎鹗键c(diǎn)來應(yīng)用對(duì)在產(chǎn)品壽命期間的強(qiáng)度惡化的補(bǔ)償，所以改進(jìn)了目標(biāo)色彩的可重復(fù)性；因?yàn)榭梢詮囊阎鹗键c(diǎn)來應(yīng)用考慮了隨溫度的波長(zhǎng)變化和強(qiáng)度變化的補(bǔ)償，所以色彩呈現(xiàn)更為可重復(fù)；因?yàn)長(zhǎng)ED光引擎組件可以執(zhí)行算法來補(bǔ)償單獨(dú)LED的制造變化，所以可以減少或消除配方和分檔。
最終結(jié)果是LED光引擎組件能夠精確地和重復(fù)地呈現(xiàn)更多色彩，同時(shí)改進(jìn)了成本和可制造性。
顯然，在上述教導(dǎo)的啟示下，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行多種其它修改和變化。因此，應(yīng)該理解，可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)而不是如在此所具體描述的內(nèi)容那樣來實(shí)踐本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種用于制造發(fā)光二極管(LED)組件的方法，所述LED組件包括多個(gè)色彩的LED，所述方法包括
(a)驅(qū)動(dòng)第一色彩的所有LED，并測(cè)量所驅(qū)動(dòng)的LED的光學(xué)輸出信息；
(b)測(cè)量第一環(huán)境條件；
(c)在所述LED組件中的存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)測(cè)得的第一環(huán)境條件和測(cè)得的光學(xué)輸出信息；以及
(d)對(duì)于所述多個(gè)色彩中的每一個(gè)色彩的LED，重復(fù)驅(qū)動(dòng)步驟(a)和測(cè)量步驟(b)和存儲(chǔ)步驟(c)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述LED組件包括紅色LED、藍(lán)色LED和綠色LED。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述LED組件包括紅色LED、藍(lán)色LED、綠色LED和琥珀色LED。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一環(huán)境條件是溫度。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括
(e)對(duì)于第二環(huán)境條件，重復(fù)步驟(a)至(d)中的每一個(gè)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述LED組件包括紅色LED、藍(lán)色LED和綠色LED。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述測(cè)得的光學(xué)輸出包括每一色彩的LED的CIE色彩信息和正向電壓。
8.一種發(fā)光二極管(LED)組件，包括
(a)多個(gè)色彩的多組LED，每一組LED包括所述多個(gè)色彩中的僅一個(gè)特定色彩的LED；
(b)控制電子裝置，被配置為控制對(duì)所述多個(gè)LED的驅(qū)動(dòng)，所述控制電子裝置包括存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)在至少一個(gè)測(cè)得的環(huán)境條件下的每一組LED的測(cè)得的光學(xué)輸出信息。
9.如權(quán)利要求8所述的LED組件，進(jìn)一步包括
(c)補(bǔ)償算法，被配置為基于所存儲(chǔ)的測(cè)得的光學(xué)輸出信息以及所檢測(cè)的當(dāng)前環(huán)境條件來控制所述多個(gè)LED的驅(qū)動(dòng)；以及
(d)色彩混合算法，被配置為基于所存儲(chǔ)的測(cè)得的光學(xué)輸出信息以及輸入的期望色彩輸出來控制所述多個(gè)LED的驅(qū)動(dòng)。
10.如權(quán)利要求8所述的LED組件，其中，所述多組LED包括紅色LED、藍(lán)色LED和綠色LED。
11.如權(quán)利要求8所述的LED組件，其中，所述多組LED包括紅色LED、藍(lán)色LED、綠色LED和琥珀色LED。
12.如權(quán)利要求8所述的LED組件，其中，所述至少一個(gè)環(huán)境條件是溫度。
13.如權(quán)利要求8所述的LED組件，其中，對(duì)于每一組LED的測(cè)得的光學(xué)輸出處于多個(gè)測(cè)得的環(huán)境條件下。
14.如權(quán)利要求8所述的LED組件，其中，所述控制電子裝置進(jìn)一步包括至少一個(gè)環(huán)境傳感器，用于測(cè)量所述至少一個(gè)環(huán)境條件的當(dāng)前值。
15.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述測(cè)得的光學(xué)輸出包括每一個(gè)色彩的LED的CIE色彩信息和正向電壓。
16.如權(quán)利要求8所述的LED組件，其中，所述控制電子裝置包括多個(gè)環(huán)境傳感器，用于測(cè)量所述多個(gè)環(huán)境條件的當(dāng)前值。
17.如權(quán)利要求16所述的LED組件，其中，所述多組LED包括紅色LED、藍(lán)色LED和綠色LED。
18.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述測(cè)得的光學(xué)輸出包括每一個(gè)色彩的LED的CIE色彩信息和正向電壓。
19.如權(quán)利要求9所述的LED組件，其中，所述至少一個(gè)環(huán)境條件是溫度。
20.如權(quán)利要求9所述的LED組件，其中，所述測(cè)得的光學(xué)輸出包括每一個(gè)色彩的LED的CIE色彩信息和正向電壓。
全文摘要
一種用于存儲(chǔ)測(cè)得的單獨(dú)LED組件內(nèi)部的光輸出的制造方法，以及一種通過所述方法實(shí)現(xiàn)的LED組件。所述方法使用制造測(cè)試系統(tǒng)以保持LED光組件距譜輸出測(cè)量工具受控的距離和角度。對(duì)于每一基色LED測(cè)量用于所述制造的組件的譜坐標(biāo)、正向電壓和環(huán)境測(cè)量結(jié)果。將所述測(cè)量結(jié)果記錄到所述LED組件內(nèi)部的存儲(chǔ)設(shè)備。其后，可以在所述LED組件的使用中利用這些存儲(chǔ)的測(cè)量結(jié)果，以由所述LED組件來提供對(duì)光學(xué)輸出的準(zhǔn)確和精確的控制。
文檔編號(hào)H05B37/00GK101161035SQ200680012465
公開日2008年4月9日 申請(qǐng)日期2006年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月23日
發(fā)明者加勒特·楊 申請(qǐng)人:迪亞光公司