TW201225741A

TW201225741A - Drive circuit for a color temperature tunable LED light source

Info

Publication number: TW201225741A
Application number: TW100128798A
Authority: TW
Inventors: Ghulam Hasnain
Original assignee: Bridgelux Inc
Priority date: 2010-08-13
Filing date: 2011-08-12
Publication date: 2012-06-16
Also published as: TWI475927B; US8436549B2; US20120038286A1; WO2012021454A1

Description

201225741 六、發明說明：【發明所屬之技術領域】本申請案一般係關於發光二極體，尤其係關於色溫可調控發光二極體(light emitting diode ’ LED)光源之驅動電路。【先前技術】發光一極體包含注入或摻入雜質的半導體材料，這些雜質將「電子」和「電洞」加入半導體内，並且可在材料内相對自由地移動。根據雜質的種類，該半導體的摻雜區内可主要具有電子或電洞者，可分別稱之為n型或p型半導體區域。、在LED應用中，一 LED半導體晶片包括一 η型半導體區域以及一 ρ型半導體區域。在兩區域之間的接合處會建立一逆向電場，導致電子與電洞遠離接合處來形成一主動區域。在足夠克服該逆向電場的正向電壓供應通過該ρ_η接合處時，強迫電子與電洞進入該主動區域並結合。當電子與電洞結合之後會降至低能階，並且在直接能隙半導體情況下，例如砷化鎵或磷化銦，以规形式释放能量。LED所發歧線_色或波長八取決於该半導體材料成份。由例如氮化銦鎵這類大，製成的LED具備高轉換效率，可將輸入電能轉換成光，尤其是藍光。由通常固定在陶竟或金屬基板上的一或多健色咖晶曰用可吸收部分藍光並且發出黃色螢光的合適縣粉封裝該，就可產生自色絲’因輕絲黃光的組合在眼中會另外’紅色與綠色勞光粉的組合吸收藍色，藉由紅色、▲色與綠色的組合產生料。更進—步，白光’源的色溫為輕射出色調與該光源色调相仿的白光之理想黑體輻射體的溫度。飢氏溫度(kdvin，K)的職溫度的單位表&通吊用以無通常自色LED絲糊翻藍触咖“，使營光粉封裝，某錢光讎成黃光，組合麟眼睛來說冷白色 201225741 ，光。例如，冷白色光具有大約55〇〇κ 光源呈現暖白二^ ㈣蝴賴下午__明。傳統白熾例如’全功率時燈泡發出冷色溫光’變幅度2是這= 二全=變暗時，色溫的變化 ^ - - LE〇及一要在下午時發出暖色溫光。動及其相關驅亮時提供較冷色溫的光線/、有較暖色4光線，而調整至全【發明内容】在許夕態樣中，提供一種色溫可調控 :整暖色溫光線，而2 LBD irr f L&^ 曰日片刀成兩或更夕群組，每一組晶片者動，如此控制每一群組的亮产日提供的驅動電流驅動電流，使當全功率上==)冷==;驅提供ΪΪΓί樣ΓΓ啦光源所^先的色ί驅動電路在其U、樣中，提供-種驅動色溫可調控光源之裝置。該 201225741 裝置包含-電流驅動器’設置為輸出一第一驅動電流，驅動該光源的一第一組LED晶片以發出第一色溫光線，及輸出一第二驅動電流，驅動該光源的一第二組LED晶片以發出第二色溫光線。該裝置亦包含一控制器，其耦合至該電流驅動器，並設置為控制該第一和第二驅動電流，以使該第一色溫光線與該第二色溫光線結合產生具有一選取色溫與一選取亮度值之一結果光線。在其他態樣中’提供一種驅動色溫可調控光源之裝置。該裝置包含用於輸出一第一驅動電流之部件，以驅動該光源的一第一組LED晶片以發出第一色溫光線，及輸出—第二驅動電流，驅動該光源的一第二組LED晶片以發出第二色溫光線。巧裝置也包含用於控制該第一和第二驅動電流之部件，以使該第一色溫光線與該第二色溫光線結合產生具有一選取色溫與一選取亮度值之一結果光線。、在其他態樣中’提供一種驅動色溫可調控光源之方法。該方法包含輸出一第一驅動電流，以驅動該光源的一第一組LED 晶片以，出第一色溫光線，及輸出一第二驅動電流，驅動該光源的一第一組LED晶片以發出第二色溫光線。該方法亦包含控制》亥第和第一驅動電流’以使该第一色溫光線與該第二色溫光線結合產生具有一選取色溫與一選取亮度值之一結果光線。在其他態樣中’提供一種驅動色溫可調控光源之電腦程式產品。該電腦程式產品包含一電腦可讀取媒體，藉由一處理器執行的程式碼，·以輸出一第一驅動電流，驅動該光源的一第一組LED晶片以發出第一色溫光線，及輸出一第二驅動電流，驅動該光源的一第二組LED晶片以發出第二色溫光線而具體實施。該電腦可讀取媒體亦藉由一處理器執行的程式碼，以控制該第一和第二驅動電流，以使該第一色溫光線與該第二色^ 光線結合產生具有一選取色温與一選取亮度值之—結果光線而具體實施。 201225741 吾人應该了解’從下列詳細描述當中，熟習該項技術者可迅速了解本發明的其他祕。如所瞭解，本發明包括其他及不同態樣’並且許多細節都可在許多其他方面修改，而這全都不 ⑽本發明的精神與麟。據此，該額式與詳細說明在性上應視為說明而非限制。【實施方式】此，將，考該等關以更充分說明本伽，其中將顯示本發明的許多態樣。不過，本發明可以許多不同形式並且不應視為受限於本朗#中_示的之體許7態樣。更確切地說，提供這些態樣以便使本發明所揭示範圍更完善與气整’並且將本發明範·充分傳達給此領域中熟悉該^ ^術者。該相式⑽明的本發明之許多祕並未按照比例緣製，因此’為了清晰起見，許多部件的尺寸可能放大或縮小。，外’某些圖式為了清晰所以有所簡化。因此，該等圖式中可能並未描繪所有已知設備(例如裝置)的該等組件或方法。在此f參考本發明理想化構造的示意說明圖，來描述本發態樣。如此’可預料的是’該等說明的形狀變化為例日及/或公差之結果。因此’本·書所揭示的本發月之该等各種態樣不應視為受限於此處所說明和描述的，疋兀件形狀(例如區域、層、區段、基板等），而是包括例如製ί產生的雜差異。舉例來說，說贼描述為矩形的元件可具有圓形或弧形部件及/或逐漸集巾的邊緣，而非元件盘改變。因此，該等圖式說明的該等元件在性質ΐ為示 ί⑴且其形狀並非用於說明元件的該精確形狀，並且也不限制本發明之範缚。人可瞭? ’當提到像是區域、層、區段、基板等的元件右ί件4之上」、日守，可以是直接位於另一元件上或存在 =間7G件。相反地，當表示—元件「直接」位於另—元件上，便表不不存在㈣元件。吾人將進—步瞭解，當提到元件「形 201225741 ΐ」ΐί —元件上時，表示其可在另—元件或中間元件上成長、沈積、蝕刻、附加、連接、耦合或製備或製造。再者’在此可使用像是「下方」或「底端」以及「上目對詞_苗述一元件與另一元件的關係，如 ϊί吾人瞭解’相對詞彙係用來除了該等圖式 ^田'的《方位外’也涵蓋設備的不同方位。舉例來說，若圖備Ϊ過ί，則本來在其他元件「下方」的元件就會變成在其他凡件的「上方」，此’根據該設備之該特定方位，「下方」-詞就包含了「下方」與「上方」，則本來在其他元件「之下」或「底下」其他树「之上」。因此，「之下」或「底下」等詞包含之上與之下的方位。 ^有Λ義’否則此處所用的所有詞(包含技術與科學二五、又、#立^1明所屬技術的具通常知識者所瞭解之意義相二;敍相字典崎的㈣詞彙應該解澤為纟意與相關技術與本發0壯下文巾的含意一致。 =處所使用’除非該上下文有明確指示，否則該等單數、:工丰二a、如)和「該」_也包括該等複數形式。吾人將進-步瞭，，說明書中使用的「包含」（s及/或 C〇mpnsing)指明所陳述的特徵、整體、步驟、操作、元件及/ 存在杜但是不排除還有一或多個其他特徵、整體、步組件及/或群組的存在或添加。「及/或」一詞 l括-或多個侧列出項目的任何與所有组合。、十’ _此處使用「第—」和「第二」等詞來描二二二3、1二及/或區段，這些區域、層及/或區段不應受限用於分辨—區域、層或區段與其他區域、二π 1 ’在不悖離本發明教示之下，底下討論的第一 ί 第-圖顯7F用於色溫可調控LED光源態樣巾，—示範性 201225741 led裝置100之俯視圖102及剖面圖1〇4。請參閱該俯視圖 102，顯示一基板106包含固定其上並且在電源適度驅動之下毛出藍光的複數個LED晶片（或晶粒)1〇8。一第一組LED晶片位於該基板106上的邊界11〇之内，並且一第二組LED晶片位，邊界11〇與邊界112之間。該等邊界11〇與112形成圍繞該等兩組LEDs的環或「堰」，並且由矽氧烷⑼Hc〇ne)或任何^ 他合適的材料構成。该第一組LED晶片由一第一封裝材料η#封裝，並且該第一組LED晶片由一第二封裝材料116封裝。例如在一實施態樣中，該第一封裝材料包括螢光粉材料，其注入或導入該邊界110内，並將該第一組LEDs所發藍光轉換成具有暖色溫的白光。例如，暖色溫光具有大約3000K的色溫。更進一步， 5玄第一封裝材料包括螢光粉材料，其注入或導入該第一邊界 110與第二邊界112之間’並將該第二組LEDs所發藍光轉換成具有冷色溫的白光。例如，冷色溫光具有大約55〇〇κ的色溫。在許多實施態樣中，該第一組LED晶片所發出光線的色溫不同於第二組LED晶片所發出光線的色溫。在一態樣中，該等兩組LED晶片之間色溫的差異至少3〇〇κ。在許多態樣中’該等封裝群組與其相關LED晶片可用任何排列方式排列，幫助光線整合以支援色溫調控處理。例如第一圖所示，該第一組LED晶片位於該第二組LED晶片之内的區域内。不過在其他實施態樣中，該等封裝群組及/或相關LED 晶片可用任何所欲配置排列或放置於該基板上，以幫助光線整合以支援色溫調控處理。一驅動電路118接收一或多種控制信號以及一使用者輸入，並且輸出一第一驅動電流(Drvl)和一第二驅動電流 (Drv2) ’這兩者以導電焊塾120搞合至該基板1〇6。一返回電流路徑或接地(Gnd)也耦合在該驅動電路丨18與基板1〇6之間。一第一導電線路集合標示為132，將來自一第一導電焊墊的該第一驅動電流耦合至該第一組LED晶片’讓該第一驅動 201225741 ，流控制該第一組LEDs所發出光線的亮度。一第二導電線路 ^合為134，將來自一第二導電焊墊的該第二驅動電流耦 &至該第二組LED晶片，讓該第二驅動電流控制該第二組 LEDs所發出光線的亮度。該返回電流標示為136的線路，耦合至一第三導電焊墊。該驅動電路118包含操作以產生該第一和第二驅動電流的電路，以使這些電流可驅動該第一組和第二組Leds從「關閉土狀態至全亮度狀態。例如，該第一和第二驅動電流任一可，疋電流，或具有所需頻率或脈衝率的脈衝電流。在許多實施態樣中，該驅動電路118根據一或多個接收的控制信號及/ 輸人’產生該第-和第二驅動電流，如，下列域驅動電路所接收，並且祕設定或輕該流的不(但並非詳盡)清單。 π、1二周遭指示符-指示有關周遭環境的資訊，例如周遭光溫或亮度。 2.裝置指不符-指示有關絲的資訊，例如所發光色該等裝置指示於侧處理變化或LED晶片或其封裝件k之退化。指示符指*有關許多時機事件的資訊，例如時段或時間事件的狀態。町仅的更i'S!的其他段落中有該驅動電路以及該等控制信號拓/η閱旨示符130的剖面圖110，其中顯示該基 ϋ ^ i固定屬於該第一組一部分的咖晶片

Lit以及屬於該第二組—部分的led晶片⑶和128。圖中也顯不該第一和第二邊界110和112的邊壁。隹裝ΐ I124和126 ’並且該第二封裝材料1 ^ ΐΐ 第—縣材料將來自該等led 裝材料將來自該等LED晶片122和128的藍光轉換J于 201225741 色溫的白光。，在操作期間，該驅動電路118輸出該第一和第二驅動電流，控制從該第一和第二組Lro發出的光線。例如，根據該 ^ ，入及/或該等控制輸入，該驅動電路118設定該第〆和，一驅動電流的位準。這允許調控從該裝置1㈨所發 ^光線的色溫。例如’當該第—‘鶴電流為其最大電流並且該第一驅動電流為其最小電流，則從該LED裝置100所發出光線的結果色溫及亮度主要源自於該第一組LEDs，並且具有暖色'η，當該第-軸錢域最〃、電流並膽第二驅動電流為其^大電流時，則從該LED裝置⑽所發出光線的結果色溫及壳度主要源自於該第二組LEDs，並且具有冷色溫。更進二步’若該第一和第二驅動電流將兩群組啟動，則結果色溫與焭度為每一群組所發出光線的組合。隨著該第一和第二驅動電流調整，可調控結果色溫，因為從該LED裝置1〇〇發出的結果光線為佟該第一和第二組 LED _晶片所發出光線的色溫與亮度之組合。利用調整該第一和第二驅動電流’該LED裝置1〇〇提供可調控的色溫，以便只啟動該第一組LED晶片可獲得暖色溫、只啟動該第二組 LED晶片可獲得冷色溫並且同時啟動該第一組和第二組LED 晶片可獲得中間色溫’以發出調控為所需色溫的光線。因此， s亥LED裝置1〇〇根據該使用者輸入及/或控制信號，調控所發出光線的色溫。吾人也應該注意，該LED裝置100並不限於只具有兩組LED晶片，事實上，可具有任意組LED晶片，每一組都有對應的色溫光線輸出，並且該驅動電路118可設為輸出對應數量的驅動電流，分別給每組LED晶片。第二圖顯示用於可調控LED光源態樣中的一示範性LED 裝置200。該LED裝置200說明色溫可調控LED光源的另一具體實施例。在該LED裝置200中，使用晶粒封裝製程，以使每一 LED 晶片都擁有自身的封裝。例如，LEE)晶片2〇2包含使用一第 201225741 二料的晶粒封裝，並且LED晶片204包含使用-第二或多個LED·群組於各曰曰片並且仍售允許定義兩

編多祕中’來自每—封裝群組的LED晶片可用任何 B片= ’幫助光線整合以支援色溫調控處理。例如，1^ED - _晶片具有不同的封裝材料。如此使用曰ΓΪΐϊί排列所有群組的LED晶片，讓任何特定L£D 阳第一封裝相同或不同封裝材料的晶片相鄰。 =感測器介面306以及電流驅動都= 耦^訊。吾人應1 亥注意，該驅動電路300只疋種實把祕，因此可使用其他實施態樣。取資或可操作來存其他會在裝置觀綱齡找纖體内。在 ==赠時，該伽撕精刪流表^ ^測器介面306包含一 CPU、處理器、間道陣列己憶體元件及/或硬體執行軟體中的一個或多個。咳 —丨® 306操作來與許多感測器或其他合適的裝置^ 11 201225741 ϊ却以f取伴隨周遭環境、光源装置或時pm. 二拉例如，該感測器介面306獲取時機許多感娜器段或時間事株沾处^取呀機指不符312,例、此裝置或感測器。、㉟％機指示符可接收自任何合適的時機該感測器介面3〇6也 /皿位準或關於周遭環境的任何其他$3周^位準、周遭色 :獲自於'咖合適的裝測器，設⑶:遭= 來輸硬操作 3的3封裝群組，以允許調控所發出光線的色溫。在盆二^動電f32G設定為具有預定賴位準的定電流: r2^、樣中，該雜動電流具有選取的電流振幅，以選取的作/Γ ’該等電流驅動器308接收來自該控 .ώ ° 的驅動電心參數，並且使用這些參數產生適當驅動電〜。，時提供該等驅動電流的接地(Gnd)322或返回路徑。 ^亥控制器302包含一 CPU、處理器、閘道陣列、硬體邏輯、s己憶體元件及/或硬體執行軟體中一或多個。該控制器如2 ，作产控制該驅動電路300的操作，產生驅動電流以驅▲一色溫可調控LED光源。該控制器3〇2操作以決定傳遞給該等電 ⑺l驅動器308的驅動電流參數，並且用於產生該等驅動電流 320。在一態樣中，該控制器302接收使用者輸入318，其包含與其他資訊結合使用的參數，例如感測器資訊，以決定該等驅動電流參數。例如，該使用者輸入318與鍵盤或其他使用者

S 12 201225741 輸入裝置介接。猶ϊίί間二該控制器302操作控制該感測器介面306，以，取，制㈣貧訊。更進-步，該控制器搬操作接收來自該控健號資訊以及使用者以 ^之^’该控勤302決定從光源所發出光線的所需色溫與 ί又明ΐ控制器3〇2如何決定所發出光線的所需色溫 Ϊ用！’該控制器302並不受限於下述操作，且可，_._的所需使用者輸入 Μ在：fit，，制器302接收來自該使用者輸入318的 ί如，m胃磁精發出練_需色溫及/或亮度。馳量增域降低膽出光線的所需至；r，:亥使用者透過輸入鍵盤，輸入此資訊 ΐίϊΦϋ況下’該使用者可指示以特定量或百 =、纽所需色溫及/或亮度。在其他情況下，該使用^ 或亮度設定為特定位準4進 θ 編簡訊，其錄這麵選轉俗物時段3 …後’麵奴咐色溫及/絲度位準。使用’該控制器302接收該等時機指示符312，並所發中的凡成可指不以一選取量增加或降低天^定時Η⑽^溫及/或亮度。例如’該使用者可輸入當定這些該控制器302從該等時機指示符決 /或亮^。疋、及$生，並且據此設定所發出光線的色溫及周遭指示符使用此“: 13 201225741 定，段内周遭光線的色溫及/或亮度達到指定位準。該使 y透過，使用者輸入318指示這些位準。一旦達到這些位準， =制器3G2操作將所發出光線的色溫及/或亮度設^為預定裝置指示符在-態樣中，該控制器3〇2接收該等裝置指示符训並訊出光線的所需色溫及/或亮度。例如，該以1曰;==目前光源所發出光線的色溫及亮度。此 ^ Λ田成忒驅動電路3〇〇的回饋，其中控制器3〇2可用3備所需色溫和亮度的光線。該等裝置指粉封裝材料變化的製程變化。次蛍光在一態樣中，為了讓所有製造的光源都達到一致的光輪出，該控制器3〇2可使用該等裝置指示符，決定是否需要變更 =出光線的色溫及/或亮度’以維持特定光輸出。例如，若 ΐϊί要ii色溫4500K的光線’並且由於製程變化，該等 ϋίΓίίΐ所發出光線實際為48〇〇Κ’則該控制器302可 5周查所輸出光線的色溫，以維持正確值。料的ίΐ他’為了麵料LED錢光粉封裝材 f搬可使用該等裝置指示符，歧是否需要交=發出光線的色溫及/或亮度，韓娜定錄出。例要發出色溫4纖的級，並且由於該等LEDs

Look 化該等裝置指示符指示所發出光線實際為 ’則该控制器搬可調整所輸出光線的色溫，以維持正打吐一旦該控制11 3G2決定所發出光線的色溫及/或亮度要如、、l制器302存取具有色溫/亮度資訊的記憶體304，以内動電流。例如’該控制^ 302存取該記憶體304 法。動電流表，決定達到所需光輸出需要的該等驅動電抓。依“、、本說明書其他章節所描述，該控制器302也可直接計 201225741 算該等驅動電流。器302產經決定該等適當驅動電流，則該控制使用這些參數Ϊ該等電流驅動器308，然後 =輪=器乂，，輸入以及照該記愔免而产，及/或免度。然後使用此資訊交叉參 ;、二‘'^ 内的該等驅動電流表，以決定適當的該等驅動 ίίίΓί=動電流值傳送至該等電流驅動ms 源，發出具有所需色溫及/或亮度的光線。樣中，該驅動電路3〇0包含一電腦程式產一或多個程式指令（“指令，，）或儲存或具體實腦可娜媒體上的「程式碼」集合。當至少一 ▲理器執仃該等程式碼時’例如該控制器302上的一處理器，1執^ =處所述的驅動電路300之功能。例如腦；體上含-軟制、CDRQM、記憶卡、FLASH記紐=媒，、ROM或任何其他種記憶體裝置或與該驅動電路3〇接的電腦可讀取媒體在其他態樣巾，該等程式碼集合可從外部裝置或通訊網路來源下載至該驅動電路3〇〇。該程式碼集合執行時，k供该色溫可調控光源的態樣，如本說明書所述第四圖顯示第一圖所示該LED裝置100操作的示範圖 400。圖式402顯示繪圖線404 ’例示該LED裝置1〇〇在操作期間所發出光線的結果色溫與亮度。圖式406顯示繪圖線'4〇8 和410，說明該第一(Drvl)和第二(Drv2)驅動電流的幅度。隨著該第一驅動電流的幅度增加(如408所示），所發出暖色溫白光的亮度增加，而冷色溫維持恒定，如圖式404所示。隨者§亥弟·一驅動電流的幅度增加(如410所示），所發出光線的結果亮度增加，而結果色溫切換成該第二色溫，如圖式4〇4所示。在一實施態樣中，該第一驅動電流維持在一固定值，而咳第一驅動電流則從最小值调整為最大值。如此，一開始所發出 15 201225741 光線具有由3第-組LED晶>|所較的暖色溫與該第二驅動電流增加，所發出光線具有由該第— 3 晶片結合所決㈣色溫與亮度。隨著該第二驅動電流持、，增加至最大值，所發出光線具有主要由該第二組led曰4片所決定的冷色溫與亮度。如此，圖式4〇〇說明該led 1 如何提供可雛色溫光輸出，讓色溫與流明輸出之間維持^ 線性關係。吾人也應該注意，可調整該等驅動電流達到相同色溫線，但是具有不同亮度位準。例如，若亮度增加但是來自該兩組LED晶片的光線維持相同比例，則只有光線亮度增加，但是色_持相同。圖式400呈現的資訊在第五圖提供的驅動電流表中量化。第五圖顯示例*色溫與驅動電流之間關係的示範驅動電流表500。例如’該驅動電流表5〇〇可儲存在該記憶體3〇4 於§玄驅動電路300操作時使用。 §亥驅動電流表500包含一色溫攔5〇2以及兩個亮度位準 504和506，根據第四圖說明的關係，將色溫關聯於驅動電流。在每-該第-和第二亮度位準·、5G6中，顯示該等驅動電流關聯於每一色溫。如此針對任何特定色溫，可決定驅動電流’導致所發出光線在所需亮度上具有該色溫。驅動電流的數學運算通常一白色LED的光輸出（單位流明）與驅動電流成比，，比例常數取決於色溫，而其他所有因素假設都相等。例如，，為6000K冷白光源時，最高可用一安培電流驅動的白色led 光源可用每安培100流明的比例產生光線，但是設為3〇〇〇κ 暖白光源時，只用每安培70流明的比例產生光線。色溫調控範例下列為範例，說明如何數學運算該第一和第二驅動電流，產生具有所需亮度與色溫的光線。例如，該控制器3〇2可操作來執行下列計算’以決定需要的驅動電流。 201225741 吾人假設，該第一組LED晶片用該第一封# 並發出色溫為tw κ的暖白光。然後，從裝，光的亮度，單位為流明(U ; <下式心所發出暖白

Lw=W * Iw 其中Lw為該第一組LED晶片由該第一斯叙雪、ά 〇驅動時所產生之暖白光亮度，單位流明，以第一組LED晶片的效率常數，單位每安典流明。類似地’吾人也假設該第二組LED晶片賴第二 1 ’于裝，並發出色溫為Tc K的冷白光。然後，從下式決^ 發出冷白光的亮度，單位為流明(Lc); 、斤

Lc = C”C (2)

其中Lc為該第二組1_£0晶片由該第二驅動電流(D ^女培所驅動時所產生之冷白光亮度1位流明，而c代談第一組LED晶片的效率常數，單位每安培流明。〆然後，從下^可決請產生的級總亮度，單位為流明 (Lt),

Lt = Lc + Lw = C*Ic + W*Iw ⑶ 曰更進一步，根據下式，利用疊加可決定結合該等兩組LED 曰曰片所發出光線時所產生光線的已感知的平均色溫(丁^);

Tavg = (Lc * Tc + Lw * Tw) / (Lc + Lw) ⑷ 因此’使肖代數運算，可從下^^蚊顯示該冑兩組led 產生在平均色溫Tavg上總光線輸出Lt流明所需的兩驅動電>，IL(Drvl=lw* Drv2=Ic)之值；

Iw=L/W*[(Tc-T)/(Tc.Tw)] ⑶

Ic=L/C*[(T-Tw)/(Tc-Tw)] ⑹ a，用上面的方程式，可讓該控制器3〇2決定該等驅動電流值來完成表500。例如，該控制器3〇2可決定驅動電流之值， =於產^總光線輸出的兩亮度位準之色溫範圍。請注意，雖然第^圖提供兩種亮度位準，該驅動電流表500可包括任何數量的免度位準’並且該控制器3〇2也可直接運算該等驅動電流， 17 201225741 產生所需的色溫以及任何所需的亮度位準。定:色== 材圖所示該基板106的大小與材料。决疋弟一在區塊604，決定該等封裝群組的數量。如，許多具體實關適胁任舰量的封裝將在區塊606，識別每一群組的封裝材料。 — ，有將藍色LED輸峻換成料光色溫的組可具有將藍色LED輸出轉換成冷白光色溫的在區塊608，決定每一群組的led -群組的LED “的數量影響該群 =j =每-群組所發嶋如何與其他群組結合結; 在-態樣中，雜; 群組所發出光線與其他在，612 ’用適當封裝材料封裝每—封裝群組。例如， ΐ LED都用識別用於該群組的封震材料封裝在實施〜、樣中，使用一邊界材料包圍多個LED ，覆蓋該邊界内的所有LED晶片，將晶片封 ίί ί他實施態樣中，使用晶粒封I技術，用適當封裝材料封裝一群組内的每一 LED晶片。才，區^ 每一群組的該等LED晶片_合，以接收母二群組的驅動電流。例如，対三個封裝群組，則二個驅動電流’該每-驅動電流對應_該群組。在區塊616，調整每一群組的驅動電流，以使裝置發出具

S 18 201225741 有一特疋色溫與免度的結果光輸出。例如，該驅動電路118根據上述接收的控制信號及/或使用者輸入，調整該第一和第二驅動電流。因此’根據本發明的態樣’方法600操作來提供一色溫可調控LED光源。請注意，方法600的操作可在許多'態樣的範疇内重新排列或修改。如此，可用本說明書所描述的^多態樣之範疇執行其他實施樣態。〜第七圖顯不用於驅動具有多個封装群組的色溫可調控光源之示範方法7GG。例如’該方法適用於第三圖所示“ 電路300。在區塊702，預設驅動電流表設定於一記憶體中。例如， s亥預設驅動電流表可為第五圖所示的該驅動電流表。在一實施態樣中，該預設驅動電流表會在裝置製造或安裝期間儲在該記憶體304中。在區塊704，接收感測器輸入。例如，該感測器介面接收該等時機指示符312、周遭指示符314以及裝置指示符 316，並傳送至該控制器302。、曰在區塊706 ’從該等感測器輸入決定光源伴隨的色溫、亮度和時機事件。例如’該控制器3〇2處理該等時機指示符312二周遭指示符314以及裝置指示符316，以決定色的操作伴隨之許多參數。在區塊708，接收使用者參數。例如，該控制琴來自該使用者輸入318的使用者參數。 ° 2接收在區塊J10 ’決定色溫可調控LED光源的所需色溫及亮 X。s玄控制器302根據接收的該等感測器輸入和使用者輸入，決定色溫可調控光源的所需色溫及亮度。例如，在特定時段内，要特定色溫的光線。該控制器3G2也可決定因為製程變^ 或退化，所發出的光線偏離所需的色溫。如此，該押制器3〇2 如上述利用處理感測器資訊及/或使用者輸入，決定所^的色溫及/或亮度。 201225741 在區塊712 ’妓衫冑麵魏咖絲的色溫或亮 f ’Λ1器302儲存有關光源所發出光線的當^溫度。此貝訊與從感·輸人及/或使用者輸入決定的所需秘溫或亮度與當前色溫或亮度不同，則該 4，需要調整色溫或亮度。若需要調整’該方法前彺&塊yi4。右不需要調整，該方法回到區塊7〇4。在區塊714，存取該等驅動電流表，決定達到 =的驅動電流。例如，該控制器3G2存取該記憶體綱中的表’以決定獲得所需光輸出需要的驅動電流。該 :σσ父又參考自亥專驅動電流表與所需亮度上的所需色 Γ以決疋所需的該等驅動電流。在其他實施態樣中，該控制态302透過上述直接運算，.決定該等驅動電流。在，塊716，s周整该LED光源每一封裝群組的該等驅動電k至^亥等驅動電流表所決定之適當位準。例如，該控制器將該等驅動電流參數傳遞給該等電流驅動器308，接著調，該等驅動電流至適當鲜，赠得具有所f色溫及亮度出光線。因此，根據本發明的態樣，方法7〇〇操作來驅動色溫可調控LED光源。請注意，方法7〇〇的操作可在許多態樣的範疇 ^重新排歹ij或修改。如此’可用本說明書所描述的許多態樣之範疇執行其他實施樣態。 ’ 第八圖顯示用於一色溫可調控LED光源態樣中的一示範替代驅，電路8〇〇。例如，該驅動電路8〇〇的使用方式如同第一圖所示的該驅動電路118。該驅動電路8〇〇包含調光器802、第一電流驅動器8〇4以及第二電流驅動器8〇6。吾人°應該注意，驅動電路800只是一種實施態樣，因此可使用其他實施態樣。將該驅動電路800耦合，以驅動屬於一裝置808 一部分的一色溫可調控led光源810。例如，該色溫可調控光源810 可包含第一圖所示的該LED裝置1〇〇。 201225741 該第一電流驅動器804包含分散的硬體及/或硬體執行軟體’其彳呆作來接收AC電源808並且產生一第一驅動電流(Drvl) 812，其經耦合來驅動該色溫可調控LED光源810的一對應封裝群組。例如，將該第一驅動電流812耦合，來驅動該光源 810的該第一組LED晶片，產生暖色溫光線。在一實施態樣中，該第一驅動電流812設定成以其最大亮度驅動該第一組 LED晶片。該第二電流驅動器806包含分散的硬體及/或硬體執行軟體’其操作來接收調整AC電源818並且產生一第二驅動電流 (Drv2) 814 ’其經耦合來驅動該色溫可調控LED光源810的一對應封裝群組。例如’將該第二驅動電流814耦合，來驅動該光源810的第二組LED晶片，產生冷色溫光線。在一實施態樣中，根據該已調整的AC電源818，該第二驅動電流814寸從完全「關閉」狀態調整至最大值。該調光器802包含一 CKJ、處理器、閘道陣列、狀態機器、硬體邏輯、分散電路、記憶體元件及/或硬體執行軟體中的一或多個。該調光器802操作來接收使用者參數816和該 AC電源808 ’產生輸入至該第二電流驅動器806的該已調整電源818。在一實施態樣中，該調光器802藉由調整該AC電源輸入 808,產生該已調整的AC電源818,來回應該使用者參數816。例如，該調光器802可降低該AC電源808，產生該已調整的 AC電源818，導致一減少的第二驅動電流814。例如，該調光器802可為一變阻器(rheostat)、分壓器(potentimeter)或其他使用者操 + 作裝置，使用者可操作來改變該已調整的AC電源 818，藉此設定該第二驅動電流，獲得該光源81〇發出所需的色溫光線。例如，當該第二驅動電流814最小時，從該第一組 LED晶片產生光輸出，並且該輸出具有暖色溫。當該第二驅動電流814增加時，從該等兩組LED晶片產生光輸出，並且發出結果色溫光線。如此在一實施態樣中，該調光器8〇2允許 21 201225741 使用者改變該光源810發出光線的亮度及色溫。因此’該驅動電路800操作來調整已經提供給一色溫可調控LED光源的驅動電流’如此可調整亮度及色溫。第九圖顯示用於驅動具有多個封裝群組的一色溫可調控光源之示範方法9〇〇。例如，該方法適用於第三圖所示的該驅動電路300。在區塊902 ’將5亥第一和第一驅動電流啟動。例如，該第一電流驅動器804和第二電流驅動器8〇6產生該第一驅動電流 812和第二驅動電流814 ’這兩者耦合至一色溫可調控光源 810。在區塊904，接收使用者參數。例如，該調光器3〇2接收來自該使用者輸入816的使用者參數，並使用這些參數產生該已調整的AC電源818。 — ” 豕吻寸從用有麥數調整該第二驅動電流，來設定該光源的色溫及/或亮度。例如，該第二電流驅動器8〇6 根據該已調整的AC電源818調整該第二驅動電流814，如此調整從该光源810所發出光線的色溫及/戋宾度。因此，根據本發明的'態樣，方法_操&來調整一可雛 LED光源的色溫及/或亮度。請注意 $ 的許多態樣之r毫此’可用本說明書所描述範色調控LED知賴樣建構的一示線：=以=，用於發出第-色溫的光材料封裝_第-組界11G 以該第一封裝 «亥裝置1〇〇〇也包含—嚷一奴、光線，如，該第二發料:，光部，發出第二色溫的且以該第二域材料110與m之間並該裝置_也包含一H第^ LED晶片。驅動器，用於驅動該第一和第二發 22 201225741 色溫可調控的光線輸出。例如’在一實施態樣中， ΐΐϊίΐ Γ電岐轉12G，以及侧電連接至第—圖供一色溫可:=iED晶片。如此，該裝置1000操作來提

LED mrm裝置1⑽包含用於輸出—第—驅動電流之部仵光源的一第—組led晶片發出第一色溫光、、、^裝置在態樣中包含該第一電流驅動器804。 rmf裝置，包含用於輸出—第二驅動電流之部件線，= 源的一第二、组LED晶片發出第二色溫光線该裝置在-態樣中包含該第二電流驅動器·。杜置包含用於控繼第一和第二驅動電流之部、丄a ’人使5玄第一色溫光線與第二色溫光線結合產生具有 ==取亮度值之結果光線，於-態樣中，該裝置包ί 在此已經提供本發明的該等許多態樣，讓此技術領域中具通吊知識者可實踐本伽。熟f該項技術倾者可迅速瞭解g 許多態樣之修改，並且將此處揭示的概念書所揭示的該等許多雜，而係完全符合”專===月與本說明書中所揭示並且對此技術之具知或即將知道的該等許多態樣的元件相同 = 能，都在此明確併人當成參考，並且涵蓋在申請專斤之；^ —圍岐判剌述本伽之揭示内谷，此處所揭不内谷都不欲奉獻給公眾。除非使用「 (mean—」，明確引用該元件’或在方 )的以35 U.S.C. §112第六段解釋申請專利範圍元件。因此，雖然本說明書内已經說明與描述有效率咖陣列 23 201225741 的態樣，吾人將了解’在不悖離精神咬其★枯 r4基本特性之下可對態樣進行許多變更。因此，本說明書的揭示内容與描述都為本發明範疇的例示’並非限制，這全都揭示於下列申請專利範圍内。

24 201225741 【圖式簡單說明】參考詳細說明並結合附圖，將可更輕易瞭解上述態樣，1 中： ’、第一圖顯示用於色溫可調控LED光源態樣中，一示範 LED襞置之俯視圖及剖面圖；第二圖顯示用於色溫可調控LED光源態樣中的一示齡 LED裝置； τ乾第三圖顯示用於色溫可調控LED光源態樣中的一示範驅動電路；第四圖顯示第一圖所示該LED裝置操作的示範圖；第五圖顯示用於色溫可調控LED光源態樣中的一動電流表；第六圖顯示提供一色溫可調控LED光源的示範方法；以一第七圖顯示提供驅動電流來驅動一色溫可調控led 之示範方法；第八圖顯示用於色溫可調控LED光源態樣中的示範替代 *^2動電路；一第九圖顯示提供驅動電流來驅動色溫可調控LED光示範替代方法；明又圖顯示根據色溫可調控LED光源態樣建構的一示範十―圖顯示根據色溫可雛LED光源態樣建_ — 軏驅動電路裝置。傅π不【主要元件符號說明】 100 示範LED裝置 102 俯視圖 104 剖面圖 106 基板 108 LED晶片（或晶粒） 110 邊界 112 邊界 114 第一封裂材料 25 201225741 116 第二封裝材料 120 導電焊墊 124 LED晶片 128 LED晶片 132 第一導電線路集合 136 導電返回線路 200 示範LED裝置 204 LED晶片 300 示範驅動電路 304 記憶體 308 電流驅動器 312 時機指示符 316 裝置指示符 320 驅動電流 400 示範圖 404 繪圖線 408 繪圖線 500 示範驅動電流表 504 第一亮度位準 600 方法 604 區塊 608 區塊 612 區塊 616 區塊 700 方法 704 區塊 708 區塊 712 區塊 716 區塊 800 示範替代驅動電路驅動電路 LED晶片 LED晶片剖面指示符第二導電線路集合 LED晶片 LED晶片控制器感測器介面通訊匯流排周遭指不符使用者輸入接地圖式圖式繪圖線色溫棚第二亮度位準區塊區塊區塊區塊區塊區塊區塊區塊 802調光器

S 26 201225741 804 第一電流驅動器 806 弟·一電流驅動裔 808 AC電源 810 色溫可調控LED光源 812 第一驅動電流 814 第二驅動電流 816 使用者參數 818 AC電源 900 方法 902 區塊 904 區塊 906 區塊 1000 示範色溫可調控LED裝置 1100 示範驅動電路設備 1102 部件 1104 部件 1106 部件 27

Claims

201225741 七、申請專利範圍： 1. -種=驅動—色溫可絲之裝置，該裝置包含：来二動器’設置為輸出一第一驅動電流’驅動談第/二嘯LED晶片以發出第—色溫光線’及輪出二動該光源的-第二組喝片《發出第光線結合產生且有一綠备、色’皿先線與°亥第一色溫線。 n選取色溫與—選取亮度值之-結果光 2. ϊΐΐ專圍第1項所述之用於驅動—色溫可調控光源動i流。雜制驗據數學計算決定該第—和第二驅 3. 二含之輸動-色溫可調控光源 KAvn_Ty〇vTw)];以及 4 I:=L/C*[(T-Tw)/(Tc_Tw)]。 1，述之用於驅動—色溫可調控光源驅^電流了以控制器根據驅動電流表決定該第一和第二 6 idf圍第4項所述之用於驅動—色溫可調控光源之^專，圍第1項所述之用於驅動—色溫可調控光源或包含一感測器介面，其係經耦合來接收一控制器使用之控制信號，以狄該第一和第二範圍第6項所述之用於驅動—色溫可調控光源指二該—或多個控制信號包含時機指示符、周遭 =不，及裝置指示符的至少其中之一。申'^專利範m第1項所述之用於驅動—色溫可調控光源 201225741 ^裝置’其中該控制器設置為接收使用者輸入，以決定該第一和第二驅動電流。 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 如^明專利$1圍第1項所述之用於驅動—色溫可雛光源置’其中該電流驅動器輸出各該第一和第二驅動電乍為定電流或以—選取的脈解脈動之電流。如响專她圍第1項所述之用於驅動—色溫可調控光源之、置’其巾該第-色溫光線具有無第二色溫光線不同如專利範圍第1項所述之用於驅動"色溫可調控光源 if 其巾該第—色溫光線具有與該第二色溫光線相差至少300K之色溫。 2 51專，圍第1項所述之用於驅動—色溫可調控光源其中該第—色溫光線為暖白光及該第二色溫光線马冷白光。 -種用於驅動-色溫可調控光源之裝置，該裝置包含：第一出曰一ΰ第一f動電流之部件，以驅動該光源的 -用於控繼第-和第二驅誠流 -色溫光線與該第二色溫光線結合產生: -選取亮度值之-絲光線。 $郝色恤與如申請專利範圍第13項所述之用於驅動卿之_根據縣可調控光源如申睛專利範園第14項所述之用於驅動一色、、w 之裝置，其中該數學計算包含：恤 Iw=LA^[CTc_T)/(Tc-Tw)]，·以及 Ic=L/C*[(T-Tw)/(Tc-Tw)] 〇如申請專利顧幻3項所述之驗驅動—色溫可調控光源 29 201225741 Ϊ裝5二其巾該胁㈣之部件係根獅動糕表決定該弟一和第二驅動電流。 i ^ ί 圍第16項所述之用於驅動—色溫可調控光源 18·主車二t該等驅動電流表儲存在一記憶體部件内。之穿1，、'範圍第13項所述之用於驅動一色溫可調控光源杜，、甘及步包含一用於接收一或多個控制信號之部動電〉Ϊ係由該用於控制之部件使用以決定該第一和第二驅之;ΐ專2範圍第18項所述之用於驅動-色溫可調控光源指稍及裝含時機指示符、周遭之^ =專^範圍第13項所述之用於驅動一色溫可雛光源定ϊί ’ίΓ亥用於控制之部件係接收使用者輸入，以決疋该f一和第二驅動電流。之$ ΐ專=圍第13項所述之用於驅動一色溫可調控光源該用於輸出之部件輸出各該第—和第二驅動 22.如ί於衷^2流或以一選取的脈衝率脈動之電流。之Ι^ϊ 圍第13項所述之用於驅動一色溫可調控光源之H /、中該第一色溫_具有與該第二色溫光線不同 ΪΙ ΐ專第13項所述之用於驅動—色溫可調控光源色溫光線具有與該第二色溫光線相差之hit®第13項所述之用於驅動-色溫可調控光源，白ί，該第一色溫光線為暖白光，及該第二色溫光 Ζ5·—種=驅色溫可調控光源之方法，财法包含：片以流’驅動該光源的一第一組LED晶光源ΐ 一線曰η及輸出一第二驅動電流，驅動該弟-、，且LED晶片以發出第二色溫光線；以及 201225741 控制該第一和第二驅動電流，以使該第一色溫光線與該第二色溫光線結合產生具有一選取色溫與一選取亮度值之一結果光線。 26.如申請專利範圍第25項所述之用於驅動—色溫可調控光源之方法，其中該控制包含根據數學計算決定該第一和第二驅動電流。 27·如申請專利範圍第26項所述之用於驅動一色溫可調控光源之方法，其中該數學計算包含： Iw=L/W*[(T>T)/(Tc-Tw)];以及 Ic=L/C*[(T-Tw)/(Tc-Tw)] 〇 28.如申請專利範圍第25項所述之用於驅動一色溫可調控光源之方法’其中該控制包含根據驅動電流表決定該第一和第一驅動電流。如申明專利範圍第28項所述之用於驅動一色溫可調控光源之方法，其中該等驅動電流表儲存在一記憶體内。 30. 如申請專利範圍第25項所述之用於驅動一色溫可調控光源 ^方法，進一步包含接收一或多個控制信號，用於^定該弟一和第二驅動電流。 31. 如申請專利範圍第3〇項所述之用於驅動一其中該:或多個控制信號包含時機指示符Γ周遭才曰示符及裝置指示符的至少其中之一。 32_如申請專利範圍第25項所述之用於驅動一色溫可調控光源之方法，其中該控制包含接收使用者輸入，以決定該第一和第二驅動電流。 33. 如申睛專利範圍第25項所述之用於驅動一色溫可雛光源 =方法，其中該輸出包含輪出各該第一和第二驅動電流，备成定電流或以一選取的脈衝率脈動之電流。 34. 如申凊專利範圍第25項所述之用於驅動一色溫可雛光源之方法，其中該第一色溫光線具有與該第二色溫光線不同之色溫。 31 201225741 35·如申清專利範圍第25項所述之用於驅動一色溫可調控法’其中該第—色溫光線具有與該第二色溫光線相^ 至少300K之色溫。日圭 36· ^請專利範圍第25項所述之用於驅動一色溫可調 S白f色溫光線為暖白光’及該第二色溫光 A 色溫可調控光源之電腦程式產品，該電腦碼以ίί腦可讀取媒體，紐實施—處理器可執行的程式輪出一第一驅動電流’驅動該光源的一第一组LED曰色溫光線’及輸出一第二驅動電流，驅動ΐ 的-第—組led晶片以發出第二色溫光線；以及今笛Hi 7第二_電流’以使該第—色溫光線與線結合產生具有-選取色溫與-選取亮度值 38. 第述之用於驅動—色溫可調控光源 ΐίίϊΐ 其中該電腦可讀取媒體之該等程式碼設致使搞理讀據數學計算決定鮮—和第二驅動電 39. ΐί請專利範圍第38項所述之用於驅動一色溫可調控光源 t電腦程式產品，其中該電腦可讀取媒體之該數學計算包含： Iw=L/W*[(Tc-T)/(Tc-Tw)];以及 Ic=L/C*[(T-Tw)/(Tc.Tw)] 〇 40. iu% ，電腦程式產品，其找電腦可讀取舰之料程式碼設為致使该處理器根據驅動電流表決定該第_和第二驅動電流。士申明專利範圍第40項所述之用於驅動一色溫可雛光源 32 201225741 42. 之電腦程式產品，其中該電腦可讀取媒體之該等程式碼設為導致該處理器從一記憶體取得該等驅動電流表。 β 如申請專利範圍第37項所述之用於驅動一色溫可調控光源之電腦程式產品，其中該電腦可讀取媒體之該等程式碼設為致使該處理器接收一或多個控制信號，用於決定該第一和第二驅動電流。 43 44. 如申请專利範圍第42項所述之用於驅動一色溫可調控光源之電腦程式產品，其中該一或多個控制信號包含時機指示符、周遭指示符及裝置指示符的至少其中之一。如申請專利範圍第37項所述之用於驅動一色溫可調控光源之電腦程式產品，其中該電腦可讀取媒體之該等程式碼設為致使該處理器接收使用者輸入，以決定該第一和第二驅動電流。 45.如申請專利範圍第37項所述之用於驅動一色溫可雛光源之電腦程式產品，其中該電腦可讀取媒體之該等程式碼設為導致该處理器輸出各該第一和第二驅動電流，當成定電流或以一選取脈衝率脈動之電流。 46'如圍項所述之用於驅動—&溫可調控光源，，，，，其中該第—色溫光線具有與該光線不同之色溫。 47. 如申請專利範圍第37項所述之用於酿叙 A 之電腦程式產品，其中該溫可調控光源光線相差至少3默之色溫弟色/皿先線具有與該第二色溫 48. 如申請專利範圍第37項所述之用於‘驅動之電腦程式產品，其中該第一色、、田朵給去色/皿7调控先源二色溫光線為冷白光竭色皿桃4暖白光，及該第 -種用於驅動-色溫可調控光源之裝 -第-電流驅動器，錄置為輪出驅動該光源的-第-組LED晶片發出g 1夕動严L 弟一電抓驅動裔，其設置為輪出一第二驅動電流， 33 49. 201225741 驅動該光源的一第二組LED晶片發出第二色溫光線；以及一調光器，其設置為調整該第二驅動電流，以使該第一色溫光線與該第二色溫光線結合產生具有一選取色溫與一選取亮度值之一結果光線。 50.如申請專利範圍第49項所述之用於驅動一色溫可調控光源之裝置’其中該調光器根據使用者輸入調整該第二驅動電流。 51. 52. 53. 如申請專利範圍第50項所述之用於驅動一色溫可調控光源之裝置’其中該調光器根據該使用者輸入調整AC電源，，生經調整的AC電源，其係耦合至該第二電流驅動器來調整該第二驅動電流。如=明專利範圍第49項所述之用於驅動一色溫可調控光源置，其中该第—色溫光線具有與該第二色溫光線不同 ^ I 專，圍第49項所述之用於驅動—色溫可調控光源 $ 巾豸第—色溫光線具有與該第二色溫光線相差至少300K之H。 54.