(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面及びそれと反対側の第２の面を有する基板；
前記基板の前記第１の面に隣接するように配置された第１の導電板、及び前記第２の面に隣接するように配置された第２の導電板、を有するキャパシタ；及び
前記第１の導電板に電気的に接続され且つ前記基板に熱的に結合された逆並列ＬＥＤ構造；
を有し、
前記キャパシタは第１のキャパシタであり；
前記第１の導電板は、前記基板の前記第１の面に隣接して配置された第１の導電板であり；
前記第２の導電板は、前記第１の導電板に対向する第２の導電性アイランドであり；且つ
前記逆並列ＬＥＤ構造は、前記第１の導電板に電気的に接続された第１の逆並列ＬＥＤ構造であり；
当該アセンブリは更に：
前記第２の導電性アイランドに電気的に接続された第１のスイッチ；
前記基板の前記第１の面に隣接して配置された前記第１の導電板と、前記基板の前記第２の面に隣接して、前記第１の導電板に対向して配置された第３の導電性アイランドとを有する第２のキャパシタ；
前記第１の導電板に電気的に接続された第２の逆並列ＬＥＤ構造；及び
前記第３の導電性アイランドに電気的に接続された第２のスイッチ；
を有する、
ＬＥＤアセンブリ。
【請求項２】
前記逆並列ＬＥＤ構造は第１の蓄電板上に配置されている、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項３】
前記基板は、温度に依存する誘電率を有する、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項４】
前記基板は、所定の温度で最大値をとる誘電率を有する、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項５】
前記逆並列ＬＥＤ構造及び前記キャパシタは、前記逆並列ＬＥＤ構造の動作特性を補償するようにマッチングされている、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項６】
前記第１の導電板は複数の第１の蓄電板を有し；
前記第２の導電板は複数の第２の蓄電板を有し；
前記第１の蓄電板は、前記第２の蓄電板と交互に配置され、且つ前記第２の蓄電板と実質的に平行に配置されており；
前記第１の蓄電板と前記第２の蓄電板との間に前記基板が配置されている；
請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項７】
前記第１の導電板の反対側で前記第１及び第２の逆並列ＬＥＤ構造に電気的に接続された共有コネクタ、を更に有する請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項８】
前記第２の導電性アイランドの反対側で前記第１のスイッチに電気的に接続され、且つ前記第３の導電性アイランドの反対側で前記第２のスイッチに電気的に接続された共有コネクタ、を更に有する請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項９】
前記第１のスイッチはＤＩＰスイッチ、駆動多重スイッチ及び膜抵抗スイッチから成るグループから選択されている、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項１０】
前記第１のスイッチはスイッチ制御信号に応答する、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項１１】
ＬＥＤドライバ；及び
前記ＬＥＤドライバに並列接続された少なくとも１つのＬＥＤアセンブリであり、ＬＥＤアレイ及び切替え可能なインピーダンスアレイを有する少なくとも１つのＬＥＤアセンブリ；
を有する出力調整可能なＬＥＤモジュールであって：
前記ＬＥＤアレイは少なくとも１つの逆並列ＬＥＤ構造を有し、前記切替え可能なインピーダンスアレイは並列接続された複数のインピーダンス回路を有し、該複数のインピーダンス回路の各々は、スイッチに直列接続されたキャパシタを有し、
前記ＬＥＤアセンブリは更に：
第１の面及びそれと反対側の第２の面を有する基板；
前記基板の前記第１の面に隣接するように配置された第１の導電性アイランドと、前記基板の前記第２の面に隣接するように配置された第２の導電板とを有する第１のキャパシタ；
前記第１の導電性アイランドに電気的に接続された第１の逆並列ＬＥＤ構造；
前記基板の前記第１の面に隣接して配置された第２の導電性アイランドと、前記基板の前記第２の面に隣接して配置された前記第２の導電板とを有する第２のキャパシタ；
前記第２の導電性アイランドに電気的に接続された第２の逆並列ＬＥＤ構造；及び
前記第１の導電性アイランドの反対側で前記第１の逆並列ＬＥＤ構造に電気的に接続され、且つ前記第２の導電性アイランドの反対側で前記第２の逆並列ＬＥＤ構造に電気的に接続された共有コネクタ；
を有する、
モジュール。
【請求項１２】
前記複数のインピーダンス回路内の前記スイッチを作動させるように前記切替え可能なインピーダンスアレイに動作的に接続されたコントローラ、を更に有する請求項１１に記載のモジュール。
【請求項１３】
温度信号を生成するように前記ＬＥＤアレイに熱的に接続された温度センサを更に有し、前記コントローラは該温度信号に応答する、請求項１２に記載のモジュール。
【請求項１４】
前記コントローラは、前記温度信号が温度限界を超えているときに前記ＬＥＤアレイを流れる電流を減少させるように、前記温度信号に応答する、請求項１３に記載のモジュール。
【請求項１５】
前記コントローラは、前記ＬＥＤアレイからの一定の光出力を維持するように、前記温度信号に応答する、請求項１３に記載のモジュール。
【請求項１６】
前記切替え可能なインピーダンスアレイの１つ内の前記キャパシタの各々は、前記切替え可能なインピーダンスアレイの該１つ内のその他のキャパシタの静電容量とは異なる静電容量を有する、請求項１１に記載のモジュール。
【請求項１７】
前記切替え可能なインピーダンスアレイの１つ内の前記キャパシタの静電容量のパターンは、前記切替え可能なインピーダンスアレイの該１つ内の前記キャパシタの数をｎとして、１：２：４：８：・・・：２（ｎ−１）にされている、請求項１１に記載のモジュール。
【請求項１８】
前記少なくとも１つのＬＥＤアセンブリは複数のＬＥＤアセンブリから成り、該複数のＬＥＤアセンブリの各々は、該複数のＬＥＤアセンブリの内のその他とは異なる色の光を生成する、請求項１１に記載のモジュール。
【請求項１９】
ＬＥＤドライバ；
前記ＬＥＤドライバに並列接続された少なくとも１つのＬＥＤアセンブリであり、該ＬＥＤアセンブリはＬＥＤアレイ及び切替え可能なインピーダンスアレイを有し、該ＬＥＤアレイは少なくとも１つのＬＥＤ構造を有し、該切替え可能なインピーダンスアレイは並列接続された複数のインピーダンス回路を有し、該複数のインピーダンス回路の各々はスイッチに直列接続された抵抗を有する、少なくとも１つのＬＥＤアセンブリ；
前記複数のインピーダンス回路内の前記スイッチを作動させるように前記切替え可能なインピーダンスアレイに動作的に接続されたコントローラであり、温度信号に応答するコントローラ；及び
前記温度信号を生成するように前記ＬＥＤアレイに熱的に接続された温度センサ；
を有し、
前記ＬＥＤアセンブリは更に：
第１の面及びそれと反対側の第２の面を有する基板；
前記基板の前記第１の面に隣接するように配置された第１の導電板と、前記基板の前記第２の面に隣接するように配置された第２の導電性アイランドとを有する第１のキャパシタ；
前記第１の導電板に電気的に接続された第１の逆並列ＬＥＤ構造；
前記第２の導電性アイランドに電気的に接続された第１のスイッチ；
前記基板の前記第１の面に隣接して配置された前記第１の導電板と、前記基板の前記第２の面に隣接して、前記第１の導電板に対向して配置された第３の導電性アイランドとを有する第２のキャパシタ；
前記第１の導電板に電気的に接続された第２の逆並列ＬＥＤ構造；及び
前記第３の導電性アイランドに電気的に接続された第２のスイッチ；
を有する、
出力調整可能なＬＥＤモジュール。
【請求項２０】
前記コントローラは、前記温度信号が温度限界を超えているときに前記ＬＥＤアレイを流れる電流を減少させるように、前記温度信号に応答する、請求項１９に記載のモジュール。
【請求項２１】
前記コントローラは、前記ＬＥＤアレイからの一定の光出力を維持するように、前記温度信号に応答する、請求項１９に記載のモジュール。
【請求項２２】
前記切替え可能なインピーダンスアレイの１つ内の前記抵抗の抵抗値のパターンは、前記切替え可能なインピーダンスアレイの該１つ内の前記抵抗の数をｎとして、１：２：４：８：・・・：２（ｎ−１）にされている、請求項１９に記載のモジュール。
【請求項２３】
前記少なくとも１つのＬＥＤアセンブリは複数のＬＥＤアセンブリから成り、該複数のＬＥＤアセンブリの各々は、該複数のＬＥＤアセンブリの内のその他とは異なる色の光を生成する、請求項１９に記載のモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して発光ダイオード（ＬＥＤ）に関し、より具体的にはＬＥＤアセンブリ及びモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）は、例えば交通信号や看板など、多様な用途で幅広く使用されている。ＬＥＤは、近い将来に自動車用途で白熱電球を置き換え、数年以内に多くの一般的な照明用途で白熱電球、ハロゲンランプ及び蛍光灯を置き換えるものと期待されている。ＬＥＤにより、高効率な明るい照明がもたらされる。
【０００３】
しかしながら、ＬＥＤは動作特性及び製造上の制約から幾らかの問題を抱えている。ＬＥＤは小さい電圧変化に伴って大きい電流変化を示すので、ＬＥＤドライバはＬＥＤへの電流を制御しなければならない。１つの解決策はＬＥＤと直列に抵抗を配置することによって電流を制限することであるが、このような解決策は特定用途における特定のＬＥＤの機能要求と効率要求とを最適化することができない。抵抗はＬＥＤアセンブリの大きさとコストを増大させる。抵抗はまた熱を発生するが、この熱はＬＥＤ自体からの熱とともに取り除かれなければならない。
【０００４】
ＬＥＤの製造における大きいプロセスバラつきは、動作特性に大きいバラつきを生じさせる。動作特性バラつきを抑えるため、製造者は動作特性を試験し、同様の動作特性を有する瓶（bin）と呼ばれる値の範囲を有するバッチにＬＥＤを仕分けしている。瓶の例には、電圧差を抑えた電圧瓶、所与の駆動電流での光出力差を抑えた光束瓶、及び色差を抑えたカラー瓶がある。動作特性バラつきを補償するＬＥＤドライバは複雑且つ高価である。１つのＬＥＤアセンブリで複数のカラーＬＥＤが使用されるとき、複数の出力を有する単一のドライバか複数のドライバかの何れかが必要であるが、前者は複雑さを増大させ、後者はコストを増大させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の問題を解決可能なＬＥＤアセンブリ及びモジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に従って提供される発光ダイオード（ＬＥＤ）アセンブリは、第１の面及びそれと反対側の第２の面を有する基板、基板の第１の面に隣接するように配置された第１の導電板と第２の面に隣接するように配置された第２の導電板とを有するキャパシタ、及び第１の導電板に電気的に接続され且つ基板に熱的に結合された逆並列ＬＥＤ構造を有する。
【０００７】
本発明の他の一態様に従って提供される出力調整可能な発光ダイオード（ＬＥＤ）モジュールは、ＬＥＤドライバ、及びＬＥＤドライバに並列接続された少なくとも１つのＬＥＤアセンブリを有し、ＬＥＤアセンブリはＬＥＤアレイ及び切替え可能なインピーダンスアレイを有する。ＬＥＤアレイは少なくとも１つの逆並列ＬＥＤ構造を有し、切替え可能なインピーダンスアレイは並列接続された複数のインピーダンス回路を有する。複数のインピーダンス回路の各々は、スイッチに直列接続されたキャパシタを有する。
【０００８】
本発明の他の一態様に従って提供される出力調整可能な発光ダイオード（ＬＥＤ）モジュールは、ＬＥＤドライバ、ＬＥＤドライバに並列接続された少なくとも１つのＬＥＤアセンブリであり、該ＬＥＤアセンブリはＬＥＤアレイ及び切替え可能なインピーダンスアレイを有し、該ＬＥＤアレイは少なくとも１つのＬＥＤ構造を有し、該切替え可能なインピーダンスアレイは並列接続された複数のインピーダンス回路を有し、該複数のインピーダンス回路の各々はスイッチに直列接続された抵抗を有する、少なくとも１つのＬＥＤアセンブリ、複数のインピーダンス回路内のスイッチを作動させるように切替え可能なインピーダンスアレイに動作的に接続されたコントローラであり、温度信号に応答するコントローラ、及び温度信号を生成するようにＬＥＤアレイに熱的に接続された温度センサを有する。
【０００９】
本発明の他の一態様に従って提供される出力調整可能な発光ダイオード（ＬＥＤ）システムは、逆並列ＬＥＤ構造、逆並列ＬＥＤ構造に電気的に直列接続されたインピーダンスアレイ、逆並列ＬＥＤ構造に交流電流を供給する手段、及びインピーダンスアレイのインピーダンスを切り替える手段を有する。
【００１０】
本発明の上記及びその他の特徴及び効果は、以下に記載される現段階で好適と考えられる実施形態の詳細な説明を、添付の図面と併せて読むことにより更に明らかになる。これら詳細な説明及び図面は、本発明を単に例示するものであり、添付の特許請求の範囲及び均等物によって定められる本発明の範囲を限定するものではない。図面全体を通して、同様の要素は同様の参照符号を共有するものとする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に従って製造されるＬＥＤアセンブリを示す回路図である。
【図２Ａ】本発明に従って製造されるＬＥＤアセンブリを示す上面図である。
【図２Ｂ】本発明に従って製造されるＬＥＤアセンブリを示す側面図である。
【図３Ａ】本発明に従って製造される蓄電板を有するＬＥＤアセンブリを示す上面図である。
【図３Ｂ】本発明に従って製造される蓄電板を有するＬＥＤアセンブリを示す断面図である。
【図３Ｃ】本発明に従って製造される蓄電板を有するＬＥＤアセンブリを示す断面図である。
【図４】本発明に従って製造される選択可能な静電容量を有するＬＥＤアセンブリを示す回路図である。
【図５Ａ】本発明に従って製造される選択可能な静電容量を有するＬＥＤアセンブリを示す上面図である。
【図５Ｂ】本発明に従って製造される選択可能な静電容量を有するＬＥＤアセンブリを示す上面図である。
【図５Ｃ】本発明に従って製造される選択可能な静電容量を有するＬＥＤアセンブリを示す底面図である。
【図５Ｄ】本発明に従って製造される選択可能な静電容量を有するＬＥＤアセンブリを示す側面図である。
【図６】本発明に従って製造される切替え可能な静電容量を有するＬＥＤアセンブリを示す回路図である。
【図７Ａ】本発明に従って製造される切替え可能な静電容量を有するＬＥＤアセンブリを示す上面図である。
【図７Ｂ】本発明に従って製造される切替え可能な静電容量を有するＬＥＤアセンブリを示す上面図である。
【図７Ｃ】本発明に従って製造される切替え可能な静電容量を有するＬＥＤアセンブリを示す底面図である。
【図７Ｄ】本発明に従って製造される切替え可能な静電容量を有するＬＥＤアセンブリを示す底面図である。
【図７Ｅ】本発明に従って製造される切替え可能な静電容量を有するＬＥＤアセンブリを示す側面図である。
【図８】本発明に従って製造される出力調整可能なＬＥＤモジュールを示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明に従って製造される発光ダイオード（ＬＥＤ）アセンブリを示す回路図である。ＬＥＤアセンブリ30はキャパシタ32及び逆並列ＬＥＤ構造34を含んでおり、これらは第１の接続部36と第２の接続部38との間で直列接続されている。逆並列ＬＥＤ構造34は第１のＬＥＤ40及び第２のＬＥＤ42を有しており、これらのＬＥＤは逆並列に接続されている。すなわち、第１のＬＥＤ40及び第２のＬＥＤ42は反対の極性で並列接続されている。一実施形態において、逆並列ＬＥＤ構造34とキャパシタ32とは、逆並列ＬＥＤ構造34の動作特性を補償するように整合（マッチング）されている。ＬＥＤアセンブリ30は、米国特許第６８５３１５０号明細書に記載されているように交流電流を生成するＬＥＤドライバを用いて駆動されることができる。なお、この米国特許明細書は参照することによりその全体がここに組み込まれる。当業者に認識されるように、逆並列ＬＥＤ構造34は単一の対のＬＥＤに限定されるものではなく、直列接続された、並列接続された、且つ／或いはその他の所望のアレイ構成で接続された、多数のＬＥＤを含み得る。
【００１３】
図２Ａ及び２Ｂは、それぞれ、本発明に従って製造されるＬＥＤアセンブリを示す上面図及び側面図である。キャパシタ32は第１の導電板44及び第２の導電板46を含んでいる。第１の導電板44と第２の導電板46との間に、第１の面50及びそれと反対側の第２の面52を有する基板48が配置されており、第１及び第２の導電板は、それぞれ、基板48の第１及び第２の面に隣接するように配置されている。第１の接続部36及び第２の接続部38はプリント基板又は更なる電気部品への接続のために使用されることができる。第１の接続部36は逆並列ＬＥＤ構造34に電気的に接続されており、逆並列ＬＥＤ構造34はコネクタ54によって第１の導電板44に電気的に接続されている。第２の接続部38は第２の導電板46に電気的に接続されている。逆並列ＬＥＤ構造34は基板48に熱的に結合されている。一実施形態において、逆並列ＬＥＤ構造34は第１の導電板44上に搭載されている。他の一実施形態においては、逆並列ＬＥＤ構造34は基板48上に搭載されている。
【００１４】
基板48は、例えば多層セラミックコンデンサに使用される誘電体など、キャパシタ32に所望の静電容量を与える如何なる好適な誘電体から成っていてもよい。一実施形態において、基板48は温度に依存する誘電率を有する。例えば、基板48は、例えば１００℃といった、所定温度でピークを持つ誘電率を有することができる。この所定温度未満にある基板48の温度を逆並列ＬＥＤ構造34が上昇させるとき、基板48の誘電率が増大することにより、キャパシタ32の静電容量が増大され、逆並列ＬＥＤ構造34を流れる電流が増大され、そして逆並列ＬＥＤ構造34の光出力が維持される。上記の所定温度以上にある基板48の温度を逆並列ＬＥＤ構造34が上昇させるとき、基板48の誘電率が低下することにより、キャパシタ32の静電容量が低減され、逆並列ＬＥＤ構造34を流れる電流が低減され、そして温度が制限されて熱暴走が防止される。この温度係数は、この基板上に搭載されたその他の逆並列ＬＥＤ構造とは異なる動作特性を有する１つ又は複数の逆並列ＬＥＤ構造を補償し、全ての逆並列ＬＥＤ構造の光出力を均衡化させる。
【００１５】
図３Ａ−３Ｃは、それぞれ、本発明に従って製造される蓄電板を有するＬＥＤアセンブリを示す上面図、経度方向の断面図及び緯度方向の断面図である。回路図は図１と同一である。この実施形態においては、キャパシタの第１及び第２の導電板は、該キャパシタの静電容量を増大させるように基板を間に配置した、２つの実質的に平行な蓄電板群である。ＬＥＤアセンブリの内部接続を行うため、ＬＥＤアセンブリの外部接続を行うため、そしてＬＥＤアセンブリを組み立てるため、端面コネクタを使用することができる。
【００１６】
図３Ａ−３Ｃを参照するに、ＬＥＤアセンブリ130は、図１の第１の接続部36に対応する第１の端面コネクタ60、図１の第２の接続部38に対応する第２の端面コネクタ62、及び第３の端面コネクタ64を含んでいる。第２の端面コネクタ62は第１コネクタ部分66及び第２コネクタ部分68を有している。他の一実施形態においては、第１コネクタ部分66及び第２コネクタ部分68は別個の部品であってもよい。第１の端面コネクタ60は第１のコネクタ80によって逆並列ＬＥＤ構造34に電気的に接続されており、逆並列ＬＥＤ構造34は第２のコネクタ82によって第３の端面コネクタ64に電気的に接続されている。
【００１７】
第１及び第２の導電板は、それぞれ、多数の第１の蓄電板70及び多数の第２の蓄電板72を含んでいる。第１の蓄電板70は、第２の蓄電板72と散りばめられ、且つ第２の蓄電板72と実質的に平行に配置されている。隣接する蓄電板は、ＡＢＡＢＡといったパターンで、第１の蓄電板70と第２の蓄電板72とで交互にされている。基板48が第１の蓄電板70と第２の蓄電板72との間に配置されている。
【００１８】
第１の蓄電板70は第３の端面コネクタ64に電気的に接続されており、第２の蓄電板72は第１コネクタ部分66に電気的に接続されている。これらの蓄電板は、第１の蓄電板70が第１コネクタ部分66に接触せず且つ第２の蓄電板72が第３の端面コネクタ64に接触しないように、ＬＥＤアセンブリ130の幅より短くされている。また、これらの蓄電板は、絶縁体76によって基板48から絶縁された第１の端面コネクタ60及び第２コネクタ部分との接触を避けるために、ＬＥＤアセンブリ130の長さより短くされている。ＬＥＤアセンブリ130の逆並列ＬＥＤ構造34を受ける部分は、要望に応じて、最も外側の蓄電板とすることもできるし、あるいは基板48の部分とすることもできる。
【００１９】
図４は、本発明に従って製造される選択可能な静電容量を有するＬＥＤアセンブリを示す回路図である。ＬＥＤアセンブリ230は、図１のＬＥＤアセンブリ30に相当する多数のＬＥＤ回路90を含んでおり、これらのＬＥＤ回路90は第１の接続部92と第２の接続部94との間で並列接続されている。各ＬＥＤ回路90はキャパシタ32及び逆並列ＬＥＤ構造34を含んでおり、これらは第１の接続部92と第２の接続部94との間で直列接続されている。逆並列ＬＥＤ構造34は第１のＬＥＤ40及び第２のＬＥＤ42を含んでおり、これらのＬＥＤは逆並列に接続されている。すなわち、第１のＬＥＤ40及び第２のＬＥＤ42は反対の極性で並列接続されている。ＬＥＤアセンブリ230は、米国特許第６８５３１５０号明細書に記載されているように交流電流を生成するＬＥＤドライバを用いて駆動されることができる。
【００２０】
図５Ａ−５Ｄは、それぞれ、本発明に従って製造される選択可能な静電容量を有するＬＥＤアセンブリを示す上面図、詳細な上面図、底面図及び側面図である。この実施形態においては、光を生成するＬＥＤ回路群に多数の逆並列ＬＥＤ構造が設けられている。各ＬＥＤ回路の各キャパシタの一方の導電板は導電性アイランドにされている。各導電性アイランドの面積は、そのＬＥＤ回路及びそれに付随する逆並列ＬＥＤ構造に所望の静電容量を与えるように選択されることができる。
【００２１】
ＬＥＤアセンブリ230は、第１の面50及びそれと反対側の第２の面52を有する基板48を含んでいる。第１の面50には、共有コネクタ96及び多数の導電性アイランド100が配置されている。各導電性アイランド100の面積は、そのＬＥＤ回路及びそれに付随する逆並列ＬＥＤ構造34に所望の静電容量を与えるように選択されることができる。このように逆並列ＬＥＤ構造34とキャパシタ32とを整合させることにより、逆並列ＬＥＤ構造34の動作特性を補償することができる。異なる導電性アイランドは異なる面積を有することができる。逆並列ＬＥＤ構造34は導電性アイランド100上に配置され、基板48に熱的に結合されている。他の一実施形態においては、逆並列ＬＥＤ構造34は基板48上に直接的に配置される。第１のコネクタ98は共有コネクタ96を各逆並列ＬＥＤ構造34に電気的に接続しており、第２のコネクタ102は各逆並列ＬＥＤ構造34を各導電性アイランド100に電気的に接続している。基板48の第２の面52には第２の導電板46が配置されている。一実施形態において、共有コネクタ96及び／又は第２の導電板46は基板48の端面を包んでいる。共有コネクタ96及び第２の導電板46は、ＬＥＤアセンブリ230への外部接続を分離するように、対向する端面を包むことができる。当業者に認識されるように、第２の導電板46は、導電性アイランド100と同様に、基板48の第２の面52上の第２の導電性アイランド群に分割されることができ、各々の第２の導電性アイランドは具体的な回路構成に望まれるように導電性アイランド100の１つ又は複数と対向するようにされる。
【００２２】
図６は、本発明に従って製造される切替え可能な静電容量を有するＬＥＤアセンブリを示す回路図である。ＬＥＤアセンブリ330はＬＥＤアレイ106を含んでおり、ＬＥＤアレイ106は第１の接続部92と第２の接続部94との間で切替え可能なキャパシタンスアレイ108と直列接続されている。ＬＥＤアレイ106は並列接続された１つ以上の逆並列ＬＥＤ構造34を含んでいる。逆並列ＬＥＤ構造34は第１のＬＥＤ40及び第２のＬＥＤ42を含んでおり、これらのＬＥＤは逆並列に接続されている。すなわち、第１のＬＥＤ40及び第２のＬＥＤ42は反対の極性で並列接続されている。当業者に認識されるように、逆並列ＬＥＤ構造34は単一の対のＬＥＤに限定されるものではなく、直列接続された、並列接続された、且つ／或いはその他の所望のアレイ構成で接続された、多数のＬＥＤを含み得る。切替え可能なキャパシタンスアレイ108は並列接続された１つ以上の静電容量回路110を含んでいる。各静電容量回路は直列接続されたキャパシタ32及びスイッチ120を含んでいる。ＬＥＤアセンブリ330は、米国特許第６８５３１５０号明細書に記載されているように交流電流を生成するＬＥＤドライバを用いて駆動されることができる。
【００２３】
図７Ａ−７Ｅは、それぞれ、本発明に従って製造される切替え可能な静電容量を有するＬＥＤアセンブリを示す上面図、詳細な上面図、底面図、詳細な底面図及び側面図である。この実施形態においては、多数の逆並列ＬＥＤ構造が、これら逆並列ＬＥＤ構造を流れる電流を制御するための切替え可能な静電容量を提供するスイッチと直列に設けられている。
【００２４】
ＬＥＤアセンブリ330は、第１の面50及びそれと反対側の第２の面52を有する基板48を含んでいる。第１の面50には、共有コネクタ96及び多数の導電板114が配置されている。逆並列ＬＥＤ構造34は導電板114上に配置され、基板48に熱的に結合されている。他の一実施形態においては、逆並列ＬＥＤ構造34は基板48上に直接的に配置される。第１のコネクタ98は共有コネクタ96を各逆並列ＬＥＤ構造34に電気的に接続しており、第２のコネクタ102は各逆並列ＬＥＤ構造34を導電板114に電気的に接続している。基板48の第２の面52には導電性アイランド116が配置されている。導電性アイランド116にスイッチ120が配置されている。他の一実施形態においては、スイッチ120は基板48上に直接的に配置される。第３のコネクタ118は導電性アイランド116をスイッチ120に電気的に接続しており、第４のコネクタ122はスイッチ120を共有コネクタ124に電気的に接続している。一実施形態において、共有コネクタ96及び／又は共有コネクタ124は基板48の端面を包んでいる。共有コネクタ96及び共有コネクタ124は、ＬＥＤアセンブリ330への外部接続を分離するように、対向する端面を包むことができる。
【００２５】
スイッチ120はＤＩＰスイッチ、駆動多重（driven  multiplexed）スイッチ、膜抵抗（film  resistance）スイッチとし得る。一実施形態において、スイッチ120は、例えばコントローラからのスイッチ制御信号などの、スイッチ制御信号に応答して、切替え可能な静電容量、及び動作中に逆並列ＬＥＤ構造34を流れる電流を切り替えることが可能である。出力調整可能なＬＥＤモジュールを実現するように、１つのＬＥＤドライバに多数のＬＥＤアセンブリ330が並列に接続され得る。
【００２６】
図８は、本発明に従って製造される出力調整可能なＬＥＤモジュールを示す回路図である。ＬＥＤアレイ群に直列接続された切替え可能なインピーダンスアレイ群が、ＬＥＤアレイ群を流れる電流を制御する。この電流制御は、ＬＥＤの動作特性バラつきの抑制、温度に伴う光出力変動の補償、ＬＥＤ温度の制限、光の所望の色及び／又は強度の生成などを行う。
【００２７】
出力調整可能な発光ダイオード（ＬＥＤ）モジュール400は、ＬＥＤドライバ152と、該ＬＥＤドライバ152に電気的に並列接続された少なくとも１つのＬＥＤアセンブリ148とを含んでいる。ＬＥＤアセンブリ148は、少なくとも１つのＬＥＤ構造を有するＬＥＤアレイ150と切替え可能なインピーダンスアレイ154とを有している。切替え可能なインピーダンスアレイ154は並列接続された複数のインピーダンス回路156を含んでおり、複数のインピーダンス回路156の各々は、スイッチ160に直列に接続されたインピーダンス素子158を含んでいる。ＬＥＤドライバ152が交流電流を生成するＬＥＤドライバであるとき、上記のＬＥＤ構造は逆並列ＬＥＤ構造であり、インピーダンス素子158はキャパシタである。ＬＥＤドライバ152が直流電流を生成するＬＥＤドライバであるとき、上記のＬＥＤ構造は単一の極性のＬＥＤ構造、すなわち、全てのダイオードが同一の極性で接続されている構造であり、インピーダンス素子158は抵抗である。
【００２８】
スイッチ160は、例えばＤＩＰスイッチ、駆動多重（driven  multiplexed）スイッチ、膜抵抗スイッチ等の、手動式スイッチ又は制御スイッチとし得る。膜抵抗スイッチは製造中にレーザトリミングによって設定されることができ、インピーダンス素子158のインピーダンスの全て又は一部を提供することができる。一実施形態において、スイッチ160は、該スイッチ160を作動させるように切替え可能なインピーダンスアレイ154に動作的に接続されたオプションのコントローラ162からのスイッチ制御信号に応答する。出力調整可能なＬＥＤモジュール400はまた、温度信号168を生成するようにＬＥＤアレイ150に熱的に接続された温度センサ164を含むことができ、コントローラ162は温度信号168に応答する。コントローラ162は、温度信号168が温度限界を超えているときに該温度信号を使用してＬＥＤアレイ150を流れる電流を減少させることができ、且つ／或いはＬＥＤアレイ150の温度に関係なくＬＥＤアレイ150からの一定の光出力を維持することができる。コントローラ162はマイクロプロセッサとすることができ、また、参照テーブルを使用して具体的な温度信号168に対して望ましいスイッチ位置を決定し得る。
【００２９】
切替え可能なインピーダンスアレイ154のインピーダンス値は、特定の効果を達成するように選択されることができる。一実施形態において、切替え可能なインピーダンスアレイ154の１つに含まれる各インピーダンス素子は、同一の切替え可能なインピーダンスアレイ154に含まれる他のインピーダンス素子158のインピーダンス値とは異なるインピーダンス値を有している。他の一実施形態においては、切替え可能なインピーダンスアレイ154の１つに含まれるインピーダンス素子群のインピーダンス値のパターンは、該切替え可能なインピーダンスアレイ154内のインピーダンス素子158の数をｎとして、１：２：４：８：・・・：２（ｎ−１）にされている。切替え可能なインピーダンスアレイ154内に４個の相異なるインピーダンス素子158が存在するとき、スイッチ群160の相異なる組み合わせにより１６個の相異なるインピーダンス値を取ることができる。
【００３０】
ＬＥＤアセンブリ群148は、各々が相異なる色の光を生成するように選択されることができ、異なる強度の異なる色の光の組み合わせにより、異なるものとして知覚される様々な色が作り出される。例えば、ＲＧＢ混合光源を形成するように３個のＬＥＤアセンブリ148を赤色、緑色及び青色光のＬＥＤアセンブリとしたり、ＲＧＢＹ混合光源を形成するように４個のＬＥＤアセンブリ148を赤色、緑色、青色及び黄色光のＬＥＤアセンブリとしたりすることができる。
【００３１】
ここで開示された本発明の実施形態は、現段階で好適と考えられるものであり、本発明の範囲を逸脱することなく様々な変更及び改良が為され得るものである。説明された逆並列ＬＥＤ構造は、単一の対のＬＥＤに限定されるものではなく、直列接続された、並列接続された、且つ／或いはその他の所望のアレイ構成で接続された、多数のＬＥＤを含み得る。当業者に認識されるように、図１−８に関して説明された実施形態は典型的なものであり、特定の用途では必要に応じて代わりの回路が用いられ得る。本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によって示され、均等の意味及び範囲に入る全ての変更は本発明の範囲に包含されるべきものである。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図８】
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