具有连续光谱的发光二极管光源的制作方法
【专利摘要】一种具有连续光谱的发光二极管(LED)光源，包含有：LED阵列、LED驱动电路、及混光系统。LED阵列包含有多种LED，多种LED包含有荧光粉转换白光LED、红光LED、绿光LED、及蓝光LED。LED驱动电路耦接于LED阵列，用来提供多个不同的驱动信号给LED阵列中的多种LED。混光系统用来混合LED阵列所产生的多种光以产生输出光。其中，LED驱动电路系调整多个驱动信号以使得输出光的光谱模拟预设连续光谱。本LED光源的优点在于:(1)可更准确地模拟预设连续光谱、(2)功耗较低、(3)色温可调整、及(4)光谱连续性较高。
【专利说明】具有连续光谱的发光二极管光源
【技术领域】
[0001]本发明相关于人造光源，尤指一种可调色温且光谱连续性高的发光二极管光源。【背景技术】
[0002]感光元件(photosensitive component)可将光信号转换为电信号，以实现照相、摄影等等以光感测为基础的功能，目前已被广泛地应用于各种电子产品之中。举例来说，目前常见的感光元件有互补金氧半导体(CMOS)传感器及电荷耦合装置(CCD)传感器等，而可配备有感光元件的电子产品则有数字相机、数字摄影机、手机、及平板计算机等。
[0003]感光元件的供货商一般需使用人造的测试光源来对感光元件进行测试。为了降低测试成本及提升测试的准确度，好的测试光源常需具备以下几个特点:(1)可准确地模拟具有明确定义的连续光谱、(2)具有较低的功耗、(3)具有可调的色温、及(4)具有较高的光谱连续性。
[0004]然而，由于大部分的测试光源并无法同时兼具以上所有特点，故目前对感光元件的测试常会有测试成本较高及/或测试准确度较低这两个问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的之一，在于提供一种发光二极管(LED)光源，以解决上述问题。
[0006]本发明实施例提供 一种具有连续光谱的LED光源，包含有:LED阵列、LED驱动电路、及混光系统。LED阵列包含有多种LED，多种LED包含有荧光粉转换白光LED、红光LED、绿光LED、及蓝光LED。LED驱动电路耦接于LED阵列，用来提供多个不同的驱动信号给LED阵列中的多种LED。混光系统用来混合LED阵列所产生的多种光以产生输出光。其中，LED驱动电路系调整多个驱动信号以使得输出光的光谱模拟预设连续光谱。
[0007]以上实施例的LED光源兼具以下优点:(I)可更准确地模拟预设连续光谱、(2)功耗较低、⑶色温可调整、及⑷光谱连续性较高。因此，以上实施例的LED光源可降低对感光元件的测试成本及提升测试准确度。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为本发明的发光二极管(LED)光源一实施例的功能方块图。
[0009]图2绘示了 D65光源的光谱、图1之LED光源模拟D65光源时的两种可能的光谱、及使用红光、绿光、及蓝光LED来模拟D65光源时的光谱。
[0010]图3的表格列举了图1的LED光源在不同情形下，各种光的能量在输出光总能量中所占的比例。
[0011]【主要元件符号说明】
[0012]100发光二极管光源
[0013]120发光二极管驱动电路
[0014]140发光二极管阵列[0015]140_ff荧光粉转换白光发光二极管
[0016]140_R红光发光二极管
[0017]140_G绿光发光二极管
[0018]140_B蓝光发光二极管
[0019]160混光系统
【具体实施方式】
[0020]请参阅图1。图1为本发明的发光二极管(LED)光源的一实施例功能方块图。本实施例的LED光源100包含有一 LED驱动电路120、一 LED阵列140、及一混光系统160。
[0021]LED阵列140中包含有一或多个荧光粉转换白光LED (phosphorconvertedLED)140_W、一或多个红光LED 140_R、一或多个绿光LED 140_G、及一或多个蓝光LED 140_B，这些LED可交错而均匀地焊在一或多块电路板上。
[0022]举例来说，荧光粉转换白光LED 140_评可以是由紫外光LED及受其所激发的红蓝绿荧光粉所组成的白光LED，或是由蓝光LED及受其所激发的黄色荧光粉所组成的白光LED。当然，LED阵列140亦可同时包含有这两种不`同组成的荧光粉转换白光LED。
[0023]藉由调整其组成成分，荧光粉转换白光LED 140_评可以是色温等于或接近6100K的荧光粉转换冷白光LED、或是色温等于或接近4400K的荧光粉转换暖白光LED。当然，LED阵列140亦可同时包含有这两种不同色温的荧光粉转换白光LED。
[0024]此外，红光LED 140_R、绿`光LED 140_G、及蓝光LED 140_B的峰波长(peakwavelength)可分别等于或接近670、490、及400纳米(nm)。
[0025]混光系统160可以是直向式、侧向式、或其它类的混光系统，其可均匀混和LED阵列140所输出的多种光以产生一输出光L0，并使得输出光LO的颜色均匀度及能量均匀度皆达一定水平以上，举例来说，混光系统160可使前述的均匀度皆达到95%以上。而输出光LO可用来作为对感光元件进行测试的测试光。
[0026]LED驱动电路120可提供给LED阵列140中不同种的LED不同的驱动信号，这些信号可包括提供给所有同种类白光LED 140_ff的白光LED驱动信号DS_W、提供给所有同种类红光LED 140_R的红光LED驱动信号DS_R、提供给所有同种类绿光LED 140_G的绿光LED驱动信号DS_G、及提供给所有同种类蓝光LED 140_B的蓝光LED驱动信号DS_B。藉由改变这些驱动信号中的至少一者，LED驱动电路120可改变红光、绿光、及蓝光在输出光LO中所占的能量比例，使得输出光LO对应于不同色温的光谱。举例来说，驱动信号DS_R、DS_G、及DS_B可为不同的脉宽调变信号(PWM signal)，在改变或不改变驱动信号DS_W的情形下，LED驱动电路120可改变脉宽调变信号DS_R、DS_G、及DS_B中至少一者的工作周期(dutycycle)，以调整红光、绿光、及蓝光在输出光LO中所占的能量比例。
[0027]依据荧光粉转换白光LED 140_ff的光谱及一预设连续光谱(特别是依据此二光谱间的差异)，LED驱动电路120可调整其所输出的驱动信号，使得输出光LO的光谱可以模拟(simulate)预设连续光谱。举例来说，预设连续光谱可以是D65光源(ArtificialDaylight 6500K)的光谱或是其它色温的标准光源的光谱。图2绘示了 D65光源的光谱、图1之LED光源100模拟D65光源时的两种可能的光谱、及使用红光、绿光、及蓝光LED来模拟D65光源时的光谱。由图2及以下几段讨论可以得知，LED光源100可使得输出光LO的光谱与预设连续光谱之间具有相当好的相似度。
[0028]透过以下公式得出的fl'值可代表任一人造光源的光谱与任一预设连续光谱间的相似度:
[0029]
【权利要求】
1.一种具有连续光谱的发光二极管光源，包含有: 一发光二极管阵列，包含有多种发光二极管、该多种发光二极管包含有一荧光粉转换白光发光二极管、一红光发光二极管、一绿光发光二极管、及一蓝光发光二极管； 一发光二极管驱动电路，耦接于该发光二极管阵列，用来提供多个不同的驱动信号给该多种发光二极管；以及 一混光系统，用来混合该发光二极管阵列所输出的多种光以产生一输出光； 其中该发光二极管驱动电路系调整该多个驱动信号以使得该输出光的光谱模拟一预设连续光谱。
2.如权利要求1所述的发光二极管光源，其中该发光二极管驱动电路系调整该多个驱动信号的工作周期以使得该输出光的光谱模拟该预设连续光谱。
3.如权利要求1所述的发光二极管光源，其中该发光二极管驱动电路系调整该多个驱动信号以改变红光、绿光、及蓝光在该输出光中所占的能量比例，使得该输出光对应于不同色温的光谱。
4.如权利要求3所述的发光二极管光源，其中该发光二极管驱动电路系调整该多个驱动信号以使得该发光二极管阵列所输出的红光、绿光、及蓝光的总能量低于该输出光的总能量的55%。
5.如权利要求1所述的发光二极管光源，其中该荧光粉转换白光发光二极管包含有一蓝光发光二极管及受该蓝光发光二极管所激发的黄色荧光粉。
6.如权利要求1所述的发光二极管光源，其中该荧光粉转换白光发光二极管包含有一紫外光发光二极管及受该紫外光发光二极管所激发的红蓝绿荧光粉。
7.如权利要求1所述的发光二极管光源，其中该荧光粉转换白光发光二极管系为一荧光粉转换冷白光发光二极管。
8.如权利要求1所述的发光二极管光源，其中该荧光粉转换白光发光二极管系为一荧光粉转换暖白光发光二极管。
9.如权利要求1所述的发光二极管光源，其中该突光粉转换白光发光二极管系为一荧光粉转换冷白光发光二极管，且该多种发光二极管另包含一荧光粉转换暖白光发光二极管。
10.如权利要求1所述的发光二极管光源，其中该预设连续光谱系为D65光源的光谱。
【文档编号】F21V23/00GK103453333SQ201210172348
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年5月30日 优先权日:2012年5月30日
【发明者】郑勖廷, 范辰玮 申请人:致茂电子(苏州)有限公司