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JP2015062190A - 3つの部分から成る色合わせ部を有する発光ダイオードモジュール - Google Patents

3つの部分から成る色合わせ部を有する発光ダイオードモジュール Download PDF

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JP2015062190A JP2014229493A JP2014229493A JP2015062190A JP 2015062190 A JP2015062190 A JP 2015062190A JP 2014229493 A JP2014229493 A JP 2014229493A JP 2014229493 A JP2014229493 A JP 2014229493A JP 2015062190 A JP2015062190 A JP 2015062190A
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Abstract

【課題】色品質を維持する、光源として発光ダイオードを用いる照明装置を提供する。
【解決手段】発光ダイオード(LED)モジュール100は、少なくとも1つのLED114と、LEDを取り囲むかつ出力ポートを有する光混合チャンバ101またはその一部を構成する少なくとも2つの選択可能な構成要素とを用いて製造される。第1の選択可能な構成要素(ウインドウ130)は、第1の波長変換特性を有する第1の種類の波長変換材料を含み、第2の選択可能な構成要素(側壁挿入体126)は、第1の波長変換特性とは互いに異なる第2の波長変換特性を有する第2の種類の波長変換材料を含む。第1及び第2の波長変換特性によって、LEDによって生成される光のスペクトラルパワー分布が変更され、所定の色点からの差異が所定の許容範囲内の色点を有する光を出力する。
【選択図】図2

Description

(関連出願の相互参照)
本出願は、2008年11月21日付けで出願された米国特許仮出願第61/117、060号及び米国特許出願第12/617,668号の優先権を主張するものである。両特許出願はその全文を引用することを以って本明細書の一部となす。
本発明は、全般照明の分野に関し、より詳細には、発光ダイオード(LED)などの半導体ベースの照明要素を使用する照明装置に関する。
米国特許出願第12/249,874号
照明装置によって生成される光の出力レベルまたはフラックスの限界に起因して、全般照明における発光ダイオードの使用はいまだに制約がある。フラックスの限界は、LEDチップの制約された最大温度や、LEDチップの温度に強く関係する寿命要件に起因する。LEDチップの温度は、照明装置の冷却能力及び出力効率(LED及びLED装置によって生成された光出力の入力電力に対する比率)によって決定される。また、LEDを使用する照明装置は、一般的に、色点の不安定性によって特徴付けられる色品質の悪さに悩まされている。色点の不安定性は、部品間で互いに異なるだけでなく、時間とともに変化する。また、色品質の悪さは、演色性の悪さによっても特徴付けられる。演色性の悪さは、出力がほとんどないバンドを有するLED光源によって生成されたスペクトルに起因する。さらに、LEDを使用する照明装置は、色の空間的及び/または角度的変化を一般的に有する。加えて、LEDを使用する照明装置は高価である。その理由は、とりわけ、光源の色点を維持するために必要とされる色制御電子装置及び/またはセンサの必要性や、製造された複数のLEDから或る用途に必要な色及び/またはフラックスを満たすLEDだけを選択して使用するためである。
したがって、光源として発光ダイオードを用いる照明装置の改良が望まれている。
少なくとも1つの発光ダイオード(LED)と、LEDを取り囲むかつ出力ポートを有する光混合チャンバの一部を構成する少なくとも2つの選択可能な構成要素とを使用して発光ダイオードモジュールを製造する。第1の選択可能な構成要素は、第1の波長変換特性を有する第1の種類の波長変換材料を含み、第2の選択可能な構成要素は、第2の波長変換特性を有する第2の種類の波長変換材料を含む。第1及び第2の波長変換特性によってLEDで生成された光のスペクトラルパワー分布は変更され、所定の色点に対する差異が所定の許容範囲内の色点を有する光が出力ポートを通じて提供される。また、複数のLEDモジュールから成るLEDモジュールセットであって、各LEDモジュールがに所定の許容範囲内の同じ色点を有するLEDモジュールセットを製造することができる。さらに、様々な構成要素の波長変換特性(LEDのスペクトラルパワー分布を、所定の色点に対する差異が所定の許容範囲内の色点に変換する波長変換特性)を事前に測定しておき、測定された波長変換特性に基づいて構成要素を選択することによってLEDモジュールを製造することもできる。
発光ダイオードモジュールの一実施形態の斜視図である。 図1のLEDモジュールの分解斜視図である。 複数の側壁挿入体及び複数のウインドウを有する、図1のLEDモジュールの光混合チャンバの一実施形態の断面図である。 CIE 1976 UCS(均一色度スケール)色度図としても知られている、(u'v')色度図を示す。 CIE 1976 UCS色度図上における例示的なターゲット色点及び許容範囲距離を示す図である。 LEDモジュールの組み立てプロセスの一部を示すフローチャートである。 CIE 1960色度図における、LEDモジュールの色点と黒体曲線上の所定のターゲットを示す図である。X軸はCCTを表し、Y軸は黒体曲線からの差異の程度(Δuv)を表す。 複数のLEDモジュールから成るLEDモジュールセットであって、全てのLEDモジュールが、波長変換特性が互いに異なる複数の波長変換要素を用いて所定の許容範囲内の同一の色点を生成するLEDモジュールセットを示す。 波長が互いに異なる複数のパッケージ化されたLEDを有する基板を示す。
図1は発光ダイオード(LED)モジュール100の一実施形態の斜視図であり、図2は、LEDモジュール100の分解斜視図である。ここに定義するように、LEDモジュールは、単一のLEDではなく、LED光源または照明器具あるいはそれらの構成要素であり、1以上のLEDダイまたはパッケージ化されたLEDを含むLED基板を含むことを理解すべきである。LEDモジュール100は、本出願と同じ譲受人に譲渡された、Gerard Harbersにより2008年10月10日付けで出願された「発光ダイオードを有する照明装置」なる標題の米国特許出願第12/249,874号(特許文献1)に記載のLED照明装置と同様である(この出願はその全文を引用することを以って本明細書の一部となす)。
LEDモジュール100は、例えばアルミニウムベース材料などの高熱伝導性材料から製造され得るベース部分110及び頂部部分120を含む。ベース部分110は、対称的に配置され得る複数のLED114を有する基板112を含む。一実施形態では、LED114は、フィリップス・ルミレッズ・ライティング社(Philips Lumileds Lighting)製のルクシオン・レベル(Luxeon Rebel)などのパッケージ化されたLEDである。SRAM社(Ostar package)、ルミナス・デバイセズ社(Luminus Devices、米国)またはトリドニック社(Tridonic、オーストリア)製のパッケージ化されたLEDなどの他の種類のパッケージ化されたLEDを用いることもできる。ここに定義するように、パッケージ化されたLEDは、ワイヤボンド接続やスタッドバンプなどの電気的接続を有し、かつ光学素子、熱的、機械的及び電気的インターフェースを含む可能性がある1以上のLEDダイのアセンブリである。LED114は、LEDダイの上側にレンズを含み得る。あるいは、レンズなしのLEDを使用してもよい。基板112は、LED114との電気的及び熱的な接続を提供する。また、基板112はベース部分110と熱的に接続しており、ヒートシンクとしての役割を果たす。基板112は、熱的接触領域としての役割を果たす例えば30μmないし100μmの比較的厚い銅層を有する厚さが0.5mmのFR4基板であり得る。あるいは、基板112は、適切な電気接続部を備えたメタルコア印刷回路(PCB)またはセラミックサブマウントであり得る。アルミナ製(セラミック形態の酸化アルミニウム)や窒化アルミニウム製(同様にセラミック形態)などの他の種類の基板を使用してもよい。基板112は、反射性の上面か、あるいは、基板112の上面の上に載置される反射板113を含み得る。反射板113は、材料の反射性や耐久性を高めるための処理が施されたアルミニウムベース材料などの高熱伝導性材料から製造され得る。例えば、ドイツの企業のアラノッド社(Alanod)製のMiro(登録商標)、Miro 27 Silver型と呼ばれる材料を使用することができる。
所望に応じて、ベース部分110は、複数の部材から製造することもできる。例えば、ベース部分110は、基板112への電気的接続をするための下側部材116と、ねじ117(図1に示す)、ボルトまたは他の適切な取付機構などによって下側部材116に取り付けられる上側部材118とを含み得る。上側部材118は、基板112及びLED114を露出させるための開口部119を含み得る。
頂部部分120は、頂部部分120を貫通する中央開口部122を有する。頂部部分120は、ねじ124、ボルトまたは他の適切な取付機構によってベース部分110に取り付けられる。例えば、所望であれば、頂部部分120は、ベース部分110に螺合され得る。出口ポートは、中央開口部122によって画定され、例えばエポキシ系接着剤、シリコン系接着剤または他の適切な取付機構によって頂部部分120の上面に取り付けられたウインドウ130で覆われる。ウインドウ130は透明なものか、あるいはウインドウから出ていく光を散乱させるために半透明なものであり得る。ウインドウ130は、散乱粒子を含むアクリル系材料から製造され得る。散乱粒子は、例えばTiO、ZnOまたはBaSOから、あるいは全可視領域に渡って低い吸収性を有する他の材料から作製され得る。別の実施形態では、ウインドウ130は、片面または両面に微細構造を有する透明または半透明のプレートであり得る。微細構造は、例えば、レンズレットアレイまたはホログラフィック微細構造であり得る。あるいは、ウインドウ130は、硬さ(引っかき抵抗性)及び高伝導率のために好適である結晶形態(サファイア)またはセラミック形態(アルミナ)のAlOから製造され得る。ウインドウの厚さは、例えば0.5mmないし1.5mmであり得る。所望に応じて、ウインドウは、拡散性を有し得る。グラウンドサファイア円板は、良好な光拡散性を有し、研磨を必要としない。あるいは、拡散ウインドウは、サンドブラストまたはビードブラストされたウインドウか、または、成形中に材料内に散乱粒子を分散させることによって若しくは成形型を表面テクスチャリングすることによって光拡散性を有するように製造されたプラスチック・ディフューザ(拡散器)であり得る。
側壁を画定するために、頂部部分120の中央開口部122内に側壁挿入体126が配置され得る。あるいは、側壁は、開口部122自体の壁部によって画定され得る。側壁挿入体126は、ドイツの企業のアラノッド社(Alanod)製のMiro(登録商標)、Miro 27 Silver型と呼ばれる材料から製造され得る。側壁挿入体126は、曲げてリング形状に形成することができる材料ストラップとして製造され得る。組み立てたとき、光混合チャンバ101は、頂部部分120の中央開口部122の側壁(例えば、側壁挿入体126)と、ウインドウ130と、反射性底面(例えば、ベース部分110の基板112上に載置された反射板113)とによって画定される。光混合チャンバ101を画定する各部材は、集合的にチャンバ101の構成要素とも呼ばれる。
LEDモジュール100の光混合チャンバ101は、別の構成要素すなわち追加的な構成要素から形成してもよい。例えば、図3の断面図に示すように、LEDモジュール100の光混合チャンバ101は、反射板113と、2つの側壁挿入体(頂部側壁挿入体126及び底部側壁挿入体127)と、2つのウインドウ(頂部ウインドウ130及び底部ウインドウ131)とから形成してもよい。
チャンバ101の構成要素の少なくとも2つは、互いに異なる周波数変換材料で被覆されるか、または互いに異なる周波数変換材料が含浸されており、本明細書中では波長変換要素とも呼ばれる。周波数変換要素に設けられる様々な種類の周波数変換材料は、互いに異なる波長変換特性を有する。一例として、ウインドウ130は例えば青色光を黄色光に変換する第1の種類の波長変換材料132で被覆され、側壁挿入体126は例えば青色光を赤色光に変換する第2の種類の波長変換材料128で被覆される。一実施形態では、側壁挿入体126を使用せず、中央開口部122の側壁を波長変換材料で被覆する。所望に応じて、反射板113は、他の波長変換要素の波長変換材料と同一のまたは互いに異なる波長変換材料で被覆される。所望に応じて、頂部及び底部側壁挿入体126、127及び/またはウインドウ130、131(図3)は、互いに異なる波長変換材料で被覆される。このようにして、ウインドウ130で変換された光の一部は、底部ウインドウ131を通じて、光混合チャンバ101内に伝達される。
波長変換材料は、蛍光染料または発光染料であり得、説明を簡単するために、本明細書中では蛍光体と一般的に呼ぶ。波長変換材料として使用される蛍光体は、例えば、次の化学式で表されるものから選択され得る。YAl12:Ce(YAG:Ceまたは単にYAGとも呼ばれる)、LuAl12(LuAG:Ceまたは単にLuAGとも呼ばれる)、(Y,Gd)Al12:Ce、CaS:Eu、SrS:Eu、SrGa:Eu、Ca(Sc,Mg)Si12:Ce、CaScSi12:Ce、CaSc:Ce、BaSi12:Eu、(Sr,Ca)AlSiN:Eu、CaAlSiN:Eu。蛍光体または複数の蛍光体の組み合わせを結合剤内に分散系として混合し、スプレー印刷、スクリーン印刷、ステンシリングまたはドクターブレーディング技術などによって表面に塗布することができる。これらの技術は、表面に蛍光体の小さいドットまたは蛍光体のストライプを堆積させるのに、あるいは表面を蛍光体で均一に被覆するのに有用である。あるいは、蛍光体または複数の蛍光体の組み合わせを結合材料の小粒子と共に粉末形態で混合し、粉末コーティングプロセスの一部として、スプレー法によってまたは電界を加えることによって表面に塗布してもよい。結合材料の小粒子は低い融点を有しており、溶融点まで加熱したときに、表面を均一に被覆する。
光混合チャンバ101の2以上の波長変換要素が互いに異なる波長変換特性を有することにより、LEDモジュール100は、所定のすなわち目標とする色点を高精度で生成することができる。
図4は、CIE 1976 UCS(均一色度スケール)色度図とも呼ばれる、(u'v')色度図を示す。CIE 1976 UCS色度図は、黒体放射体の色度を曲線200(黒体軌跡とも呼ばれる)で示している。理想的には、光源は、黒体曲線200上のターゲット色点を有する光を生成する。しかし実際は、とりわけLED光源を用いる場合は、現行の方法を用いて製造されたLED光源は光出力を精密に制御することができないため、黒体曲線200上のターゲット色点を有する光を生成することは難しい。通常は、光源で生成された光の色点は、黒体曲線200上のターゲット色点から少し離れている。光源で生成された光の色点と黒体曲線200上のターゲット色点との間の距離は、黒体曲線200上のターゲット色点に対する差異の程度(degree of departure)と呼ばれる。図4に示したCIE 1976 UCS色度図では、ターゲット色点256〜258が、例示的なターゲット色点として示されており、ターゲット色点に対する差異の程度は、Δu'v'の単位で表される。光源の色点が目標とするターゲット色点と著しく異なる場合、光の色は所望する色とは視覚的に異なるものとなる。さらに、例えばアクセント照明やディスプレイなどの複数の光源が互いに近接して配置されている場合、色の差異がたとえわずかであっても目立つため、そのような色の差異は望ましくない。ターゲット色点に対する差異(variation)の1つの尺度は、マクアダム楕円である。マクアダム楕円は、色度図における、平均的な人間の目では楕円の中心の色とは互いに区別することができない全ての色を含む領域と一般的に呼ばれる。マクアダム楕円は、実験に基づいた色間の「丁度可知差異」に基づいている。人間の目は、特定の色については他の色よりも敏感であるので、マクアダム楕円の大きさは、色度空間内の位置によって異なる。図5は、CIE 1976 UCS色度図における、ターゲット色点256、257及び258の周囲のステップ1、2、3及び4のマクアダム楕円250、252及び254をそれぞれ示す。ターゲット色点に対する差異の別の尺度は、ターゲット色点に対する差異の程度Δu'v'である。例えば、ターゲット色点が黒体曲線上の色点256の場合、円251は、その内側の全ての色点が、差異の程度Δu'v'が0.0035未満であることを示す。同様に、円253及び255は、ターゲット色点257及び258に対する差異の程度が0.0035未満であることをそれぞれ示す。図5に見ることができるように、0.0035未満である差異の程度Δu'v'は、より明るい円で示した2ステップマクアダム楕円とほぼ同一である。円259は、色点257に対する差異の程度u'v'が0.009未満であることを示す。したがって、LEDモジュール100の出力光の色の仕様は、ターゲット色点に対して所定の許容範囲内の色として表すことができる。例えば、LEDモジュール100は、2ステップマクアダム楕円内の特定のターゲット色点を実現することができる。別の例では、LEDモジュール100は、差異の程度Δu'v'が0.009未満の特定のターゲット色点を実現することができる。所望に応じて、上記の値よりも大きいまたは小さい所定の許容可能レベルも、LEDモジュール100で実現可能である。
LEDは、通常、そのスペクトラルパワー分布に由来する様々な特性に基づいて製造後にビンコードが付けられる(binnned)。LEDのコストは、ビン(bin)のサイズ(分布)によって決定される。例えば、特定のLEDは、ピーク波長の値に基づいてビンコードが付けられる。LEDのピーク波長は、LEDのスペクトラルパワー分布の大きさが最大となる波長である。ピーク波長は、青色LEDのスペクトラルパワー分布のカラーアスペクト(color aspect)を特徴化するための一般的な尺度である。LEDをそのスペクトラルパワー分布(例えば、主な波長、xy色点、uv色点など)に基づいてビンコード付けするために、様々な他の尺度も一般的に用いられる。青色LEDは、一般的に、5ナノメートルのピーク波長の範囲のビン(bin)で販売するように分類される。
上述したように、LEDモジュール100は、複数のLED114を有する基板112を含む。複数のLED114を含む基板112は、特定のスペクトラルパワー分布を有する光を生成することができる。このスペクトラルパワー分布のカラーアスペクトは、その重心波長(centroid wavelength)によって特徴付けられる。重心波長は、スペクトラルパワー分布の半分の領域が重心波長未満の波長からの寄与に基づいており、スペクトラルパワー分布の残りの半分の領域が重心波長よりも大きい波長からの寄与に基づいている波長である。いくつかの製造例では、各々複数のLED(例えば8個のLED)を有する複数の基板は、重心波長が互いに1nm以上異なる。基板に複数のLEDを設ける際に、各LEDのスペクトラルパワー分布が互いに一致するように複数のLEDを注意深く選択した場合や、スモールビン(small bin)からのLEDを使用した場合は、重心波長は互いに0.5nm以上異なる。当然ながら、重心波長が互いに緊密に一致する基板を製造すると、コストは大幅に増加する。
LEDモジュール100は、所定の許容範囲内のターゲット色点を実現しながら、幅広いスペクトラルパワー分布を有するLEDに適合することができる。さらに、LEDモジュール100同士の色点の緊密な一致を実現させると共に、スペクトラルパワー分布が互いに異なる(例えば、重心波長の差異が0.5nmないし1.0nmまたはそれ以上の)1以上のLEDを各々有する、複数のLEDモジュール100を製造することができる。さらに、LEDモジュール100の出力光の色点を、ターゲット色点に対して所定の許容範囲内にすることができる。したがって、安価なLEDを使用することができる。光混合チャンバ101の2以上の選択可能な波長変換要素を用いることにより、LEDモジュール100から放射された光の色点を正確に制御することができる。例えば、LEDモジュール100を組み立てる間に、2以上の波長変換要素をその波長変換特性及びLED114により生成されるスペクトラルパワー分布に基づいて選択することによって、ウインドウ130を通じて伝達される生成光がターゲット色点に対して所定の許容範囲内の色点を有するようにすることができる。LEDモジュール100の波長変換要素は、0.009ないし0.0035の、または所望であればより小さい値(例えば0.002など)の所望の差異の程度Δu'v'が得られるように選択される。例えば、重心波長が互いに1.0以上異なる複数の光源を有するLEDモジュール100は、差異の程度Δu'v'が0.007未満(例えば0.0035)となるように選択された波長変換要素を使用して製造することができる。LEDモジュール100が、重心波長が互いに0.5以上異なる複数の光源を有する場合、波長変換要素は、差異の程度Δu'v'が0.0035以下となるように選択される。
CIE 1960 UCS色度空間は、一般に、均一色度空間を表すCIE 1976 UCSに取って代わられた。しかし、相関色温度(CCT)の等温線は黒体軌跡に対して垂直に整列されているので、CIE 1960 UCS色度空間は色度の表示には依然として便利である。ターゲット色点を生成できることは、一般的に、光源にとって望ましい。例えば、全般照明の用途に使用する場合、LEDモジュール100は、特定の相関色温度(CCT)を有する白色光を生成することが望ましい。CCTは、黒体放射体の色温度に関連しており、全般照明の用途には、2700Kないし6000Kの色温度が一般的に有用である。より高い色温度は、色が青みがかっているので、「冷たい(cool)」と見なされ、より低い色温度は、黄赤色の色をより多く含むので「暖かい(warm)」と見なされる。例えば、黒体曲線上の2700K、3000K、3500K、4000K、4200K、5000K、6500KのCCT、またはイルミナントDシリーズ(illuminant series D)のCCTが、多くの場合望ましい。CIE 1960 UCS色度図の場合、差異の程度は、光源によって生成された色点と、一定のCCTの線に沿った黒体軌跡との間の距離である。CIE 1960 UCS色度図の場合、差異の程度は、Δuvの単位で表される。したがって、白色光源の色点は、CCT値及びΔuvの値、すなわちCIE 1960色度空間において測定された黒体曲線に対する差異の程度として表すことができる。つまり、LEDモジュール100から出力された光の色の仕様は、所定の許容範囲内のCCT値及び所定の許容範囲内のΔuv値として表すことができる。
図6は、LEDモジュール100の組み立てプロセスの一部を示すフローチャートである。図6に示すように、各々が様々な波長変換特性を有する複数の波長変換要素を製造する(ステップ302及び304)。所望に応じて、波長変換要素は、LEDモジュール100を構成する構成要素からか、または、LEDモジュール100を構成する構成要素に対して波長変換要素を提供する外部構成要素から製造され得る。例えば、波長変換材料中の濃度及び/または波長変換材料の厚さを変更することによって、波長変換特性が互いに異なる複数の波長変換要素を製造することができる。波長変換材料の濃度及び/または厚さを変更することによって、(CIE 1960色度図において)波長変換特性の差異Δuvが0.001未満の波長変換要素を製造することができる。例えば、黄色の波長変換材料132の濃度及び/または厚さが互いに異なる複数のウインドウ130を製造することができる。同様に、赤色の波長変換材料128の濃度及び/または厚さが互いに異なる複数の側壁挿入体126(または反射板113)を製造することができる。所望に応じて、組成は同一だが、濃度及び/または厚さが互いに異なる波長変換材料を、各構成要素(例えば側壁挿入体126またはウインドウ130)に使用することもできる。また、組成が互いに異なる複数の波長変換材料を使用することもでき、例えば、様々な波長変換材料からなる様々な混合物を使用することもできる。例えば、側壁挿入体126は、赤色蛍光体と黄色蛍光体の比率が互いに異なり、かつ、濃度及び/または厚さが同一のまたは互いに異なる波長変換材料128で被覆することもできる。同様に、構成要素における別個の領域を、互いに異なる波長変換材料で被覆することもできる。さらに、濃度及び厚さは同じであるが、被覆領域の面積が各構成要素間で互いに異なるようにすることもでき、例えば、非被覆部分の面積が各側壁挿入体間で互いに異なるようにすることもできる。
複数の波長変換要素の波長変換特性を測定する(ステップ306及び308)。波長変換要素を、既知のスペクトラルパワー分布及び色点を有する光を生成する光源(例えばLED114を有する基板112)を含む試験装置上に配置する。試験装置上に複数の波長変換要素を互いに離間して配置し、例えばスペクトラルメーターや積分球を用いて色点シフトを測定する。所望に応じて、干渉フィルターを使用して強度測定を行ってもよい。また、積分球測定と同様にまたはその代わりに、色度計(例えば、コニカミノルタ社製のCL−200色度計)を使用してもよい。各構成要素について測定した波長変換特性を記録する。構成要素の波長変換特性については、自己参照測定を用いることができる。例えば、自己参照Δuv値を生成するために、LED114及び測定される構成要素の全スペクトラルパワー分布によって生成される色点を、波長変換された光を含まないスペクトラルパワー分布によって生成された色点と比較する。
波長変換要素による色点シフトを、図4のCIE 1976色度図に示す。例えばテスト光源によって生成された445nmの青色光の色点を色度図中に点210で示す。例えば側壁挿入体126上または内の波長変換材料によって生成される色点を点220で示す(630nmの主波長に相当する)。側壁挿入体126及びテスト光源によって生成された色点シフトは、ドット線222に沿ったものである。シフト量は、光混合チャンバ101の形状や、側壁挿入体126の波長変換材料128の厚さ及び/または濃度に依存する。一例として、側壁挿入体126の1つとテスト光源によって生成した色点を点224で示し、側壁挿入体126を用いないでテスト光源だけによって生成した色点(点210)からのシフト量Δu'v'を線226で示す。
ウインドウ130上または内の波長変換材料によって生成された色点を点230で示す(570nmの主波長に相当する)。テスト光源及びウインドウ130によって生成された色点シフトは、ドット線232に沿ったものであり、ウインドウ130上の波長変換材料132の厚さ及び/または濃度に依存する。一例として、ウインドウ130の1つとテスト光源によって生成した色点を点234で示し、ウインドウ130を用いないでテスト光源だけによって生成した色点(点210)からのシフト量Δu'v'を線236で示す。所望に応じて、組成が互いに異なる複数の波長変換材料を含む波長変換要素を使用することもでき、このような波長変換要素は、波長変換材料で生成された色点を変更して、色点シフトに勾配をつけることができる(矢印240で示す)。
一般的に、各LEDのスペクトラルパワー分布は互いに異なる。例えば、452nmの青色光を生成するとされているLEDは、通常は、450nmないし455nmまたはそれ以上の範囲の光を生成する。別の例では、青色光を生成するとされているLEDは、440nmないし475nmの範囲の光を生成する。この例では、各LEDのスペクトラルパワー分布は、互いに8%程度異なる。そのため、各LEDモジュール100について、組み立てプロセス中に、ベース部分110内のLED114のスペクトラルパワー分布及び/または色点を測定する(図6のステップ310)。LEDのスペクトラルパワー分布の差異は、互いに一致するかつ正確な色点を有する複数のLEDベース光源の製造が困難である理由の1つである。しかし、LEDモジュール100は、個々に選択可能な波長変換特性を有する2以上の波長変換要素を含んでいるので、LED114のスペクトラルパワー分布の差異が大きい場合でも、所定の許容範囲内(例えばターゲット色点からのΔu'v'が0.0035未満)の色点を生成することができるように、適切な波長変換特性を有する構成要素を選択することができる。ターゲット色点は、例えば黒体曲線上の2700K、3000K、4000K、または他の色温度のCCT、あるいは、黒体曲線上にないターゲット色点であり得る。
図7は、LEDモジュールの色点と、CIE 1960色度図における黒体曲線上の所定のターゲット色点を示す図であり、X軸はCCTを表し、Y軸は黒体曲線400からの差異の程度(Δuv)を表す。ターゲット色点は、例えば、黒体曲線400上の4000K、3000K及び2700Kであり得る。所望に応じて、黒体曲線400上にない他のターゲットCCTまたは色点を使用することもできる。図7は、各ターゲット色点に対する所定の許容範囲を四角形で示す。例えば、4000Kのターゲット色点は±90Kの差異を、3000Kのターゲット色点は±55Kの差異を、2700Kのターゲット色点は±50Kの差異を有し得る。CCTについてのこのような所定の許容範囲は、黒体曲線上の各ターゲット色点を中心とする2ステップマクアダム楕円内に存在する。各CCTの黒体曲線に対する差異Δu'v'の所定の許容範囲は、±0.001である。この例では、Δuvは、黒体曲線400の上側に0.001の距離の差異を有し(正の許容範囲値+0.001として表される)、黒体曲線400の下側に0.001の距離の差異を有する(負の許容範囲値−0.001として表される)。Δuvの所定の許容範囲は、黒体曲線上の各ターゲット色点を中心とする1ステップマクアダム楕円内にある。図7に示したCCT及びΔuvの所定の許容範囲は、2ステップマクアダム楕円内に含まれ、図5に示した0.0035のΔu'v'の許容範囲内にも含まれる。図示したターゲット色点に対する許容範囲内にある色点は、互いに近接しているので、たとえ光源が互いに並んで見える場合であっても、ほとんどの人は色差を区別することができない。
この色度図は、参考のために、3000KのCCT上に中心がある2つの色線を示している。一方の線402は、第1の波長変換材料によって生成される色点シフトに相当する。この例では、色線402は、ウインドウ130上にコーテングされた黄色の蛍光体である。色線404は、第2の波長変換材料によって生成される色点シフトに相当する。この例では、色線404は、側壁挿入体126上にコーテングされた赤色の蛍光体である。色線402は、黄色蛍光体によって生成された光の色点シフトの方向を示す。色線404は、赤色蛍光体によって生成された光の色点シフトの方向を示す。第1の波長変換材料及び第2の波長変換材料は、それらの色点のシフト方向が互いに平行にならないように選択される。黄色蛍光体のシフト方向と赤色蛍光体のシフト方向が互いに平行ではないので、LEDモジュール100から放射された光の色点シフト方向を任意に設定することができる。このことは、前述したように、各蛍光体の厚さ及び/または濃度を適切に選択することによって実現することができる。一例として、点412、414、416及び418は、互いに異なる波長変換要素を用いて1つのLEDモジュール100によって生成した色点を示す。例えば、点412は、1セットの波長変換要素を有するLEDモジュール100の色点を示す。別のウインドウ130を選択することにより、LEDモジュール100の色点412を点414へシフトさせることができる。図から分かるように、点412から点414への色点の変化(シフト)は、色線402に対して平行である。別の側壁挿入体126を選択すると、点416によって示される色点を生成することができる。点414から点416への色点の変化は、色線404に対して平行である。この変化は3000Kターゲット内であるが、色点を改善するためにウインドウ130を交換することによって、点418で図示される色点を生成することができる。点416から418への色点の変化は、色線402に対して平行である。ウインドウ130を再び交換すると、LEDモジュール100の色点は色線402に沿ってシフトされ、黒体曲線上の3000Kのターゲット色点から所定の許容範囲内にある大きな点420で示される色点が生成される。
上述の例は、所望の色点を有するLEDモジュール100を提供することを目的とした、特定のLEDセット114用の適切な波長変換要素を選択するための試行錯誤手法を示す。試行錯誤手法では、波長変換要素を選択する前に、LEDセット114によって生成された光のスペクトラルパワー分布の測定は不要である。例えば、波長変換要素の或るセット(組み合わせ)を選択し、それをLEDと組み合わせたときの生成光の色点を測定する。その後、測定された色点に基づいて、波長変換要素の調節を行う。しかし、大量生産では、試行錯誤手法を排除することが望ましい。試行錯誤手法を排除するためには、LEDセット114のスペクトラルパワー分布及び/または色点を測定した後、所定の許容範囲内のターゲット色点を生成するために、波長変換要素を適切に選択する。この選択は、例えば、前回の試行時に作成したデータベースに基づいて、または数学的計算に基づいて行う。光出力がターゲット色点の所定の許容範囲内にあることを確実にするために、LEDセット114と選択した波長変換要素とを組み合わせた後に、光出力を測定することが望ましい。光出力が前記所定の許容範囲外である場合は、一方または両方の波長変換要素を変更する。このために、製造過程において容易に走査することができるバーコードの形態などで、各モジュールにユニークなシリアル番号を付けることが有益である。また、基板及び最終アセンブリのスペクトラルパワー密度を、使用した波長変換要素の種類と共に、データベースに記録することが有益である。このデータはその後、モジュールの所望の性能の実現のために使用すべき波長変換要素を示唆するために、アルゴリズムによって用いられる。
2以上の波長変換要素を選択した後、LEDモジュール100を組み立てることができる(314)。前述したように、組み立ては、ボルト、ねじ、クランプ、エポキシ系接着剤、シリコン系接着剤または他の適切な取付機構による、ベース部分110と反射板113との恒久的結合、頂部部分120と側壁挿入体126及びウインドウ130との恒久的な結合を含む。このプロセスを複数回繰り返すことにより、ほぼ同じ色点を有する複数のLEDモジュール100を製造することができる。例えば、各LEDモジュール100は、所定の許容範囲(例えばΔuvが0.001未満)内で互いに異なる色点を生成することができる。
このように、LEDモジュール100は、CIE 1976 u'v'色度図におけるターゲット色点に対する差異の程度Δu'v'が0.009以内またはそれより小さい色点の光を光混合チャンバ101から生成するために、発光ダイオードのスペクトラルパワー分布を変更するための手段を含み得る。スペクトラルパワー分布を変更するための手段は、CIE 1976 u'v'色度図において第1の方向に沿って第1の大きさの色点シフトを生成するために(図4参照)、発光ダイオードにより生成された光を変換する第1の手段と、CIE 1976 u'v'色度図において第2の方向に沿って第2の大きさの色点シフトを生成するために(図4参照)、発光ダイオードにより生成された光を変換する第2の手段とを含む。図4に示すように、第1の方向と第2の方向は互いに平行ではない。さらに、第1の手段と第2の手段は選択可能(交換可能)であり、少なくとも1つの発光ダイオードのスペクトラルパワー分布に応じて色点シフトの大きさを調節することによって、差異が許容範囲内に収まる所望の色点を生成することができる。発光ダイオードで生成された光を変換するための第1の手段及び第2の手段は、互いに異なる波長変換特性を有する2以上の波長変換要素であり得、例えば、LEDモジュールの反射性底面113、側壁128またはウインドウ130であり得る。また、第1及び第2の手段は同じ位置に配置してもよい。例えば、両方の波長変換要素を、反射性底面113、側壁128またはウインドウ130に配置してもよい。波長変換要素は、蛍光染料または発光染料などの波長変換材料で被覆するか、または前記波長変換材料が浸漬され得る。さらに、CIE 1976 u'v'色度図における色点シフトの大きさが互いに異なるようにするために、波長変換要素は、波長変換材料の被覆面積、濃度、厚さが互いに異なる複数の同様の波長変換要素から選択してもよい。また、スペクトラルパワー分布を変更するための手段は、第1の手段及び第2の手段とは異なる、発光ダイオードにより生成された光を変換するための第3の手段すなわち追加的な手段も含み得る。発光ダイオードにより生成されたスペクトラルパワー分布を変更するための手段は、第1の手段及び第2の手段を単一の選択可能な構成要素(例えばウインドウ130、側壁128または底面113)に組み込むことによって構成してもよい。本発明者は、例えば黄色蛍光体を有するウインドウ130と赤色蛍光体を有する側壁128などの別個の選択可能な構成要素を使用する場合、差異の程度が小さい(例えば、Δu'v'が0.009以下の)所望のターゲット色点を生成するためには、約10種類のウインドウ(すなわち、10種類の波長変換特性)と5〜10種類の側壁(すなわち、5〜10種類の波長変換特性)を用意することが一般的に適切であることを見出した。また、第1の手段及び第2の手段を1つの選択可能な構成要素に配置する場合、約40〜100種類の選択可能な構成要素を製造し保管しておく必要がある。さらに、第1の手段及び第2の手段を互いに離間させることによって、より高い効率及び演色評価数を実現することができる。また、第1の手段及び第2の手段を互いに離間させるが、事前に組み合わせて1つの選択可能な構成要素を構成するようにしてもよい(例えば、ウインドウを側壁または底面と事前に組み合わせせる)。繰り返しになるが、10種類の第1の手段及び5〜10種類の別個に選択可能な第2の手段を使用する場合と同様のバリエーションを実現するためには、40〜100種類の事前に組み合わせた構成要素を製造して保管しておく必要がある。
図8は、上述したようにして実現することができる、全てのLEDモジュールが所定の許容範囲内の同じ色点を生成する複数のLEDモジュール100a、100b、100c及び100dのセット500(集合的にLEDモジュール100と称する場合もある)を示す。同じ色点を生成するためには、セット500の各LEDモジュール100は、LEDモジュール100のLED114のスペクトラルパワー分布に基づいて、波長変換特性が互いに異なる複数の波長変換要素を使用する。例えば、ウインドウ130a、130b、130c、130d、側壁挿入体126(図2に示す)、反射板(図2に示す)の少なくとも1つは、ウインドウ130a、130b、130c及び130dに陰影付けしたような互いに異なる波長変換特性を有する。ディスプレイ照明、ダウンライト照明またはオーバーヘッド照明などに設置した場合、LEDモジュール100a、100b、100c及び100dは、人間の目では互いに区別することが困難な色点の光を生成する。
さらに、所望に応じて、演色評価数(CRI)を向上させるために、LEDモジュールに波長が互いに異なるLED114を使用してもよい。LEDモジュール100内の全てのLED114が実質的に同一のピーク波長を有する場合、例えば、全てのLED114が5nmのビンサイズを有する同じビン(450nmないし455nmを含むビン)から得た場合、ウインドウ130に黄色蛍光体(YAG)を使用し、側壁挿入体126にピーク波長が630nmの赤色蛍光体を使用すると、2700K、3000Kまたは4000KのCCTを有するLEDモジュール100では、例えば75ないし85のCRI値を実現することができる。また、1以上のLED114を別のビンから得たLEDと交換し、ピーク波長がLED114のピーク波長と10nmまたはそれ以上異なるようにすることによって、より高いCRIを実現することができる。例として、図9に、例えば452nmのピーク波長を各々有する複数のパッケージ化されたLED514と、LED514の波長よりも10nm以上大きいピーク波長を各々有する第2の複数のLED515とを含む基板512を示す。例えば、LED515のピーク波長は、470nmないし510nmであり得る。図9に示すように、LED515は、可能であれば、基板512上に対称的に配置する。LED514及び515が配置された基板512は、図2に示した基板の代わりに使用することができる。全てのLEDが452nmのピーク波長を有する基板と比較すると、基板512はより高いCRI値を実現することができる。例えば、2700K、3000Kまたは4000KのCCTを有するLEDモジュール100は、95のCRI値を達成するために、450nmないし455nmの波長の5つのLED514と、500nmないし510nmの波長の3つのLED515を使用することができる。波長がより大きいLEDを用いると、LEDモジュールから出力される光出力量(ルーメン)は供給電力によって分割されるので、効率は減少する。したがって、(LED514の波長とは)異なる波長を有するLED515の数と、LED515の特定の波長は、ターゲットCRI値とLEDモジュール100の所望の効率とのバランスを取るように設定される。
さらに、より高いCRI値を得るために、蛍光体を使用することもできる。多くの蛍光体は、熱に対して敏感な発光特性を有しているので、通常はLEDとは併用されない。しかし、波長変換要素、特にウインドウ130及び側壁挿入体126に設けた蛍光体は、熱源であるLED114からは物理的に離間している。加えて、LEDモジュール100の頂部部分120は、波長変換要素と熱的に結合されおり、ヒートシンクとしての役割を果たす。したがって、蛍光体を、比較的低い温度に保つことができる。例えば、LED光源上に直接的に載置した蛍光体は150℃を超えるが、ウインドウ130及び側壁挿入体126上に積層させた蛍光体の温度は一般的に約70〜90℃である。したがって、所望のCRI値を得るために、熱に対して敏感な蛍光体をLEDモジュール100に使用することができる。80以上、さらには95以上のCRI値を得るためには、例えば、LaSi11:Ce、LaSi、(Sr,Ca)AlSiN:Eu、CaAlSiN:Eu2+、(Sr,Ca)AlSiN:Eu2+、Ca(Sc,Mg)、Si12:Ce、Sr0.8Ca0.2AlSiN:Eu、CaSc:Ce、(Sr,Ba)SiO:Eu2+、SrGa:Eu2+、SrSi:Eu2+、CaScSi12:Ce3+、Y3−xAlAl12:Cex+及びLu3−xAlAl12:Cex+などの蛍光体を波長変換要素に使用することができる。
本発明は、説明目的のために特定の実施形態に関連して説明されているが、本発明はそれらに限定されるものではない。本明細書中で説明した実施形態は、蛍光体の使用に限定されるものではなく、染料を含む任意の望ましい波長変換材料を使用することができることを理解すべきである。本発明の精神と範囲から逸脱しない限り、様々な変更及び修正を行うことができる。したがって、添付された特許請求の範囲の精神及び範囲は、上述の説明に限定されるべきではない。

Claims (17)

  1. 発光ダイオードモジュールを製造する方法であって、
    発光ダイオードモジュール内に光混合チャンバを画定するように形成され、第1の波長変換材料を含み、かつ互いに異なる既知の第1の波長変換特性を各々有する複数の第1の構成要素から1つの第1の構成要素を選択するステップと、
    発光ダイオードモジュール内に光混合チャンバをさらに画定するように形成され、第2の波長変換材料を含み、かつ互いに異なる既知の第2の波長変換特性を各々有する複数の第2の構成要素から1つの第2の構成要素を選択するステップと、
    前記選択された第1及び第2の構成要素を少なくとも1つの発光ダイオードに対して組み合わせるステップとを含み、
    前記第1及び第2の構成要素を前記少なくとも1つの発光ダイオードに対して組み合わせたときに、前記第1及び第2の構成要素によって前記少なくとも1つの発光ダイオードのスペクトラルパワー分布が変更され、所定の色点に対して所定の許容範囲内の色点の光が前記光混合チャンバで生成されるように、前記第1及び第2の構成要素の選択を前記少なくとも1つの発光ダイオードのスペクトラルパワー分布に基づいて行うようにし、
    前記光混合チャンバが、前記少なくとも1つの発光ダイオードを取り囲む反射性底面と、前記反射性底面及び前記少なくとも1つの発光ダイオードを取り囲む少なくとも1つの反射性側壁と、出力ポートを形成すべく前記少なくとも1つの反射性側壁に対して結合されるウインドウとを含み、
    前記第1の選択可能な構成要素及び前記第2の選択可能な構成要素の各々が、前記反射性底面、前記少なくとも1つの反射性側壁及び前記ウインドウのうちの互いに異なる1つを含むことを特徴とする方法。
  2. 請求項1に記載の方法であって、
    前記第1及び第2の構成要素を選択する前に、前記少なくとも1つの発光ダイオードのスペクトラルパワー分布を測定するステップをさらに含み、
    測定されたスペクトラルパワー分布に基づいて、前記第1の波長変換特性を有する前記複数の第1の構成要素からの1つの前記第1の構成要素の選択及び前記第2の波長変換特性を有する前記複数の第2の構成要素からの1つの前記第2の構成要素の選択を行うようにしたことを特徴とする方法。
  3. 請求項1に記載の方法であって、
    前記選択された第1及び第2の構成要素を、前記光混合チャンバ内の前記少なくとも1つの発光ダイオードに対して組み合わせるステップと、
    前記選択された第1及び第2の構成要素を前記少なくとも1つの発光ダイオードに対して組み合わせた後に、前記光混合チャンバによって生成された光の色点を測定するステップと、
    所定の色点に対して所定の許容範囲内の色点の光を光混合チャンバで生成すべく、前記選択された第1及び第2の構成要素を前記少なくとも1つの発光ダイオードに対して組み合わせる前に、測定された色点に基づいて前記複数の第1の構成要素から別の第1の構成要素を選択するステップと
    をさらに含むことを特徴とする方法。
  4. 請求項1に記載の方法であって、
    前記第1の選択可能な構成要素の前記第1の種類の波長変換材料によって、CIE 1976 u'v'色度図において第1の方向に沿った色点シフトを生じさせ、
    前記第2の選択可能な構成要素の前記第2の種類の波長変換材料によって、CIE 1976 u'v'色度図において前記第1の方向とは互いに平行でない第2の方向に沿った色点シフトを生じさせるようにしたことを特徴とする方法。
  5. 請求項1に記載の方法であって、
    前記所定の許容範囲は、CIE 1976 u'v'色度図における所定の色点と前記光混合チャンバで生成された光の色点との間の距離が0.0035未満であることに特徴付けられることを特徴とする方法。
  6. 請求項1に記載の方法であって、
    前記所定の色点が、イルミナントDシリーズ及び2700K、3000K、3500K、4000K、4200K、5000Kまたは6500Kの色温度を有する黒体放射体のうちのいずれか1つの色点であることを特徴とする方法。
  7. 請求項1に記載の方法であって、
    前記少なくとも1つの反射性側壁が、前記少なくとも1つの反射性側壁を形成すべく前記光混合チャンバ内に配置される側壁挿入体であることを特徴とする方法。
  8. 照明モジュールであって、
    所定のスペクトラルパワー分布を有する所定の量の光を生成することができる少なくとも1つの発光ダイオードと、
    前記少なくとも1つの発光ダイオードから放射された前記所定の量の光の一部を所定の量の変換光に変換するように構成された光混合チャンバとを含み、
    前記光混合チャンバが、
    前記所定の量の変換光の一部を含む光を出力することができる出力ポートと、
    第1の波長変換特性を有する第1の種類の波長変換材料を含む第1の選択可能な構成要素と、
    前記第1の波長変換特性とは互いに異なる第2の波長変換特性を有する第2の種類の波長変換材料を含む第2の選択可能な構成要素とを含み、
    前記出力ポートから出力される前記光がCIE 1976 u'v'色度図においてターゲット色点に対する差異の程度Δu'v'が0.009以内の色点を有するように、前記照明モジュールを最終的に組み立てる前に前記第1及び第2の選択可能な構成要素を選択するようにし、
    前記光混合チャンバが、前記少なくとも1つの発光ダイオードを取り囲む反射性底面と、前記反射性底面及び前記少なくとも1つの発光ダイオードを取り囲む少なくとも1つの反射性側壁と、前記出力ポートを形成すべく前記少なくとも1つの反射性側壁に対して結合されるウインドウとを含み、
    前記第1の選択可能な構成要素及び前記第2の選択可能な構成要素の各々が、前記反射性底面、前記少なくとも1つの反射性側壁及び前記ウインドウのうちの互いに異なる1つを含むことを特徴とする照明モジュール。
  9. 請求項8に記載の照明モジュールであって、
    前記少なくとも1つの発光ダイオードで生成された前記所定の量の光に応じて、前記第1の選択可能な構成要素の前記第1の種類の波長変換材料によって、CIE 1976 u'v'色度図において第1の方向に沿った色点シフトを生じさせ、
    前記少なくとも1つの発光ダイオードによって生成された前記所定の量の光に応じて、前記第2の選択可能な構成要素の前記第2の種類の波長変換材料によって、CIE 1976 u'v'色度図において前記第1の方向とは互いに平行でない第2の方向に沿った色点シフトを生じさせるようにしたことを特徴とする照明モジュール。
  10. 請求項8に記載の照明モジュールであって、
    前記ターゲット色点が、イルミナントDシリーズ及び2700K、3000K、3500K、4000K、4200K、5000Kまたは6500Kの色温度を有する黒体放射体のうちのいずれか1つの色点であることを特徴とする照明モジュール。
  11. 請求項8に記載の照明モジュールであって、
    前記少なくとも1つの反射性側壁が、前記少なくとも1つの反射性側壁を形成すべく前記光混合チャンバ内に配置される側壁挿入体であることを特徴とする照明モジュール。
  12. 請求項8に記載の照明モジュールであって、
    前記第1及び第2の選択可能な構成要素が、前記少なくとも1つの発光ダイオードについて測定したスペクトラルパワー分布に基づいて選択されることを特徴とする照明モジュール。
  13. 複数の発光ダイオードモジュールからなるセットであって、
    前記セットの各発光ダイオードモジュールは、
    少なくとも1つの発光ダイオードと、
    前記少なくとも1つの発光ダイオードを取り囲み、出力ポートを有し、かつ、第1の種類の波長変換材料を有する第1の選択可能な構成要素及び第2の種類の波長変換材料を有する第2の選択可能な構成要素によって少なくとも部分的に形成された光混合チャンバとを含み、
    各発光ダイオードモジュールの前記少なくとも1つの発光ダイオードのスペクトラルパワー分布の重心波長は互いに1nm以上異なり、
    各発光ダイオードモジュールの前記第1の選択可能な構成要素の前記第1の種類の波長変換材料は互いに異なる波長変換特性を有し、
    各発光ダイオードモジュールの前記第2の選択可能な構成要素の前記第2の種類の波長変換材料は互いに異なる波長変換特性を有し、
    各発光ダイオードモジュールにおいて前記第1の選択可能な構成要素の前記第1の種類の波長変換材料及び前記第2の選択可能な構成要素の前記第2の種類の波長変換材料によって前記少なくとも1つの発光ダイオードで生成された光のスペクトラルパワー分布が変更され、前記セットの各発光ダイオードモジュールがCIE 1976 u'v'色度図におけるターゲット色点に対する差異の程度Δu'v'が0.007以内の同じ色点を有するようにし、
    前記光混合チャンバが、前記少なくとも1つの発光ダイオードを取り囲む反射性底面と、前記反射性底面及び前記少なくとも1つの発光ダイオードを取り囲む少なくとも1つの反射性側壁と、前記出力ポートを形成すべく前記少なくとも1つの反射性側壁に対して結合されるウインドウとを含み、
    前記第1の選択可能な構成要素及び前記第2の選択可能な構成要素の各々が、前記反射性底面、前記少なくとも1つの反射性側壁及び前記ウインドウのうちの互いに異なる1つを含むことを特徴とする発光ダイオードモジュールのセット。
  14. 請求項13に記載の発光ダイオードモジュールのセットであって、
    前記第1の選択可能な構成要素の前記第1の種類の波長変換材料によって、CIE 1976 u'v'色度図において第1の方向に沿った色点シフトを生じさせ、
    前記第2の選択可能な構成要素の前記第2の種類の波長変換材料によって、CIE 1976 u'v'色度図において前記第1の方向とは互いに平行でない第2の方向に沿った色点シフトを生じさせるようにしたことを特徴とする発光ダイオードモジュールのセット。
  15. 請求項13に記載の発光ダイオードモジュールのセットであって、
    前記各発光ダイオードモジュールの前記ターゲット色点が、イルミナントDシリーズ及び2700K、3000K、3500K、4000K、4200K、5000Kまたは6500Kの色温度を有する黒体放射体のうちのいずれか1つの色点であることを特徴とする発光ダイオードモジュールのセット。
  16. 請求項13に記載の発光ダイオードモジュールのセットであって、
    前記少なくとも1つの反射性側壁が、前記少なくとも1つの反射性側壁を形成すべく前記光混合チャンバ内に配置される側壁挿入体であることを特徴とする発光ダイオードモジュールのセット。
  17. 請求項13に記載の発光ダイオードモジュールのセットであって、
    前記第1の選択可能な構成要素及び前記第2の選択可能な構成要素が第1のウインドウ及び第2のウインドウを含み、
    前記第2のウインドウの前記第2の波長変換材料によって変換された変換光の一部が、前記第1のウインドウを通って前記光混合チャンバ内に伝達されるようにしたことを特徴とする発光ダイオードモジュールのセット。
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