(57)【要約】      （修正有）【課題】光出力低下率の上昇を防ぐため、ＬＥＤから十分な放熱が行われている否かを決定するためにＬＥＤ内のｐ型半導体とｎ形半導体とのジャンクションにおいて、動作温度をモニタリングする。【解決手段】温度計測システムシステム（１００）は、ＬＥＤ（１４）のジャンクションから離れた離隔位置においてＬＥＤ組立体（１０）に動作可能に接続された温度センサ（１０２）を有する。温度センサ（１０２）は、その離隔位置でＬＥＤ組立体（１０）の温度を測定するよう構成されている。温度算出モジュール（１０６）は、温度センサ（１０２）から離隔位置で測定された温度を受け取るために動作可能に温度センサ（１０２）に接続されている。温度算出モジュール（１０６）は、その離隔位置で測定された温度に基づいて、ＬＥＤジャンクションにおけるジャンクション温度を求めるよう構成されている。【選択図】図４
2011257395.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤジャンクション（２６）において接合される２つの半導体（２８、３０）を有するＬＥＤ（１４）を含むＬＥＤ組立体（１０）のための温度計測システム（１００）において、
前記ＬＥＤジャンクション（２６）から離れた離隔位置において前記ＬＥＤ組立体（１０）に動作可能に接続され、該離隔位置で該ＬＥＤ組立体（１０）の温度を測定するよう構築された温度センサ（１０２）と、
前記温度センサ（１０２）から前記離隔位置で測定された温度を受けるために該温度センサ（１０２）に動作可能に接続され、該離隔位置で測定された温度に基づいて前記ＬＥＤジャンクション（２６）におけるジャンクション温度を求めるように構築された温度算出モジュール（１０６）とを備えたことを特徴とする温度計測システム（１００）。
【請求項２】
前記温度算出モジュール（１０６）は、前記離隔位置で測定された電気抵抗を用いて、該離隔位置で測定された温度に基づいて前記ジャンクション温度を求めるように構築されていることを特徴とする請求項１記載のシステム（１００）。
【請求項３】
前記温度算出モジュール（１０６）は、前記離隔位置で測定された電気抵抗を基準電気抵抗と比較することにより、該離隔位置で測定された温度に基づいて前記ジャンクション温度を求めるように構築されていることを特徴とする請求項１記載のシステム（１００）。
【請求項４】
前記温度算出モジュール（１０６）は、前記離隔位置で測定された温度を基準温度と比較することにより、前記ジャンクション温度を求めるように構築されていることを特徴とする請求項１記載のシステム（１００）。
【請求項５】
前記温度算出モジュール（１０６）は、前記温度センサ（１０２）の出力電圧を基準電圧と比較することにより、前記離隔位置で測定された温度に基づいて前記ジャンクション温度を求めるように構築されていることを特徴とする請求項１記載のシステム（１００）。
【請求項６】
前記温度算出モジュール（１０６）は、次の式
Ｒｔ＝Ｒｉ（１＋αＴＴｊ）、
ここで、
Ｒｔ＝前記離隔位置で測定された電気抵抗、
Ｒｉ＝基準電気抵抗、
αＴ＝エラー、
Ｔｊ＝前記ジャンクション温度、
を用いて、前記離隔位置で測定された温度に基づいて前記ジャンクション温度を求めるように構築されていることを特徴とする請求項１記載のシステム（１００）。
【請求項７】
前記温度センサ（１０２）は、熱電対、スマート温度監視集積回路、正の温度係数（ＰＴＣ）センサ、負の温度係数（ＮＴＣ）センサ、または測温抵抗体（ＲＴＤ）のうち少なくとも一つを備えたことを特徴とする請求項１記載のシステム（１００）。
【請求項８】
前記ＬＥＤ（１４）は、本体（４０）と、該ＬＥＤ（１４）の該本体（４０）に動作可能に接続されている前記温度センサ（１０２）とを備えたことを特徴とする請求項１記載のシステム（１００）。
【請求項９】
前記ＬＥＤ（１４）は、一対の電気的コンタクト（２０）と、該電気的コンタクト（２０）との間に延在するサーマルパッド（５４）とを有する本体（４０）を備え、前記温度センサ（１０２）は、該本体（４０）の該サーマルパッド（５４）に動作可能に接続されていることを特徴とする請求項１記載のシステム（１００）。
【請求項１０】
前記ＬＥＤ（１４）は、サーマルパッド（５４）を含むケース（４２）を有する本体（４０）を備え、該サーマルパッド（５４）は、該ケース（４２）の端縁を超えて外向きに延在し、前記温度センサ（１０２）は、該サーマルパッド（５４）に動作可能に接続されていることを特徴とする請求項１記載のシステム（１００）。
【請求項１１】
前記温度センサ（１０２）は、直列配置および並列配置のうちの少なくとも１つの配置で相互接続された複数の温度センサを備えたことを特徴とする請求項１記載のシステム（１００）。
【請求項１２】
ＬＥＤジャンクション（２６）において接合される２つの半導体（２８、３０）を有するＬＥＤ（１４）を含むＬＥＤ組立体（１０）のジャンクション温度を求める方法（４００）において、
温度センサ（１０２）を用いて、前記ＬＥＤジャンクション（２６）から離れた前記ＬＥＤ組立体（１０）の離隔位置で温度を測定すること（４１０）、
温度算出モジュール（１０６）において、前記ＬＥＤ組立体（１０）の前記離隔位置で測定された温度を受けること（４３０）、
前記温度算出モジュール（１０６）を用いて、前記離隔位置で測定された温度に基づいて前記ＬＥＤ組立体（１０）の前記ＬＥＤジャンクション（２６）におけるジャンクション温度を求めること（４４０）を含むことを特徴とする方法（４００）。
【請求項１３】
前記ジャンクションにおける温度を求めることが、前記離隔位置で測定された電気抵抗の使用を含むことを特徴とする請求項１２記載の方法（４００）。
【請求項１４】
前記ジャンクションにおける温度を求めることが、前記離隔位置で測定された電気抵抗と基準電気抵抗との比較を含むことを特徴とする請求項１２記載の方法（４００）。
【請求項１５】
前記ジャンクションにおける温度を求めることが、前記離隔位置で測定された温度と基準温度との比較を含むことを特徴とする請求項１２記載の方法（４００）。
【請求項１６】
前記ジャンクションにおける温度を求めることが、前記温度センサ（１０２）の出力電圧と基準電圧との比較を含むことを特徴とする請求項１２記載の方法（４００）。
【請求項１７】
前記ジャンクションにおける温度を求めることが、次の式
Ｒｔ＝Ｒｉ（１＋αＴＴｊ）、
ここで、
Ｒｔ＝前記離隔位置で測定された電気抵抗、
Ｒｉ＝基準電気抵抗、
αＴ＝エラー、
Ｔｊ＝前記ジャンクション温度、
の使用を含むことを特徴とする請求項１２記載の方法（４００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件に記載および／または例示する内容は、全体として発光ダイオード（ＬＥＤ）に関し、より詳細には、ＬＥＤのための温度計測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤは、例えば白熱ランプまたは蛍光ランプ等、他の種類の光源を使用する照明装置を置き換えるものとして使用されている。ＬＥＤは、ランプに比べ、例えば、急速点灯、高速サイクル（オン−オフ−オン）時間、長耐用年数、低消費電力、所望の色のカラーフィルタを不要とする狭い光帯域幅等の利点を有する。ＬＥＤは、現在利用可能な最長耐用年数をもつ光源の一つであり、例えば数万時間という耐用年数を有する。しかし、ＬＥＤは、耐用年数期間中にその光出力が徐々に低下するものであり、これは通常「光出力低下」と呼ばれる。この光出力低下は、ＬＥＤの発光効率の低下やＬＥＤ内における光路の光透過率が減少することによって起こり得る。
【０００３】
比較的高い動作温度は、ＬＥＤの性能に悪影響を与える可能性がある。例えば、比較的高い動作温度は、ＬＥＤの光出力低下率を上昇させる可能性があり、これにより、ＬＥＤの耐用年数が短くなること、加えて／あるいは耐用年数期間内のある時点におけるＬＥＤの光出力が減少する可能性がある。よって、ＬＥＤの光出力低下率を下げるため、例えばヒートシンクやファン等を用いてＬＥＤから熱を逃がすことが重要である。ＬＥＤの性能に対する悪影響を防ぐために動作温度を制御する必要がある領域の１つとして、ＬＥＤ内のジャンクションが挙げられる。具体的には、ＬＥＤは通常、ジャンクションで接合されるｐ型半導体及びｎ形半導体を含むが、このＬＥＤのジャンクションで発生する比較的高い温度が、ＬＥＤの光出力低下率の上昇において特に問題となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、解決課題は、光出力低下率の上昇を防ぐため、ＬＥＤから十分な放熱が行われている否かを決定するためにＬＥＤの動作温度をモニタリングする必要性にある。例えば、ＬＥＤ内のｐ型半導体とｎ形半導体とのジャンクションにおいて、動作温度をモニタリングする必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
課題解決は、ＬＥＤジャンクションにおいて接合される２つの半導体を有するＬＥＤを含む発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）組立体のための温度計測システムによって提供される。そのシステムは、ＬＥＤジャンクションから離れた離隔位置においてＬＥＤ組立体に動作可能に接続された温度センサを含む。この温度センサは、離隔位置でＬＥＤ組立体の温度を測定するよう構成されている。温度算出モジュールが、温度センサから離隔位置で測定された温度を受け取るために、温度センサに動作可能に接続されている。その温度算出モジュールは、離隔位置で測定された温度に基づいて、ＬＥＤジャンクションにおけるジャンクション温度を求めるよう構成されている。
【０００６】
さらに、ＬＥＤジャンクションにおいて接合される２つの半導体を有するＬＥＤを含む発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）組立体のジャンクション温度を決定する方法が提供される。この方法は、温度センサを用いてＬＥＤジャンクションから離れたＬＥＤ組立体の離隔位置で温度を測定すること、温度算出モジュールにおいてＬＥＤ組立体の離隔位置で測定された温度を受け取ること、温度算出モジュールを用いて、離隔位置で測定された温度に基づいてＬＥＤ組立体のＬＥＤジャンクションにおけるジャンクション温度を決定することを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】発光ダイオード（ＬＥＤ）組立体の一例を部分的に示す分解斜視図である。
【図２】図１に示すＬＥＤ組立体のＬＥＤの一例を示す斜視図である。
【図３】図２のＬＥＤの一部を示す、ＬＥＤのジャンクションの一実施形態を表す概略図である。
【図４】図１に示すＬＥＤ組立体のための温度計測システムの一実施形態を示す概略図である。
【図５】温度計測システムの別の一実施形態を示す概略図である。
【図６】温度計測システムのさらに別の一実施形態を示す概略図である。
【図７】本件に記載および／または例示する温度計測システムを用いた、図１に示すＬＥＤ組立体のジャンクション温度を決定する方法の一実施形態を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
一実施形態において、ＬＥＤジャンクションにおいて接合される２つの半導体を有するＬＥＤを含む発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）組立体のための温度計測システムが提供される。そのシステムは、ＬＥＤジャンクションから離れた離隔位置においてＬＥＤ組立体に対し、動作可能に接続された温度センサを含む。温度センサは、離隔位置でＬＥＤ組立体の温度を測定するよう構成されている。温度算出モジュールが、離隔位置で測定された温度を温度センサから受けるために、温度センサに動作可能に接続されている。温度算出モジュールは、その離隔位置で測定された温度に基づいて、ＬＥＤジャンクションにおけるジャンクション温度を求めるよう構成されている。
【０００９】
別の実施形態において、ＬＥＤジャンクションにおいて接合される２つの半導体を有するＬＥＤを含む発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）組立体のジャンクション温度を決定する方法が提供される。この方法は、温度センサを用いてＬＥＤジャンクションから離れたＬＥＤ組立体の離隔位置で温度を測定すること、温度算出モジュールにおいてＬＥＤ組立体の離隔位置で測定された温度を受けること、温度算出モジュールを用いて、離隔位置で測定された温度に基づいてＬＥＤ組立体のＬＥＤジャンクションにおけるジャンクション温度を決定することを含む。
【００１０】
さらに別の実施形態において、発光ダイオード（ＬＥＤ）組立体は、プリント回路基板に搭載されるよう構成された搭載面を有する本体を含むＬＥＤを備える。その本体は、上記搭載面に沿って延在する電気的コンタクトと、その電気的コンタクトに近接する搭載面に沿って延在するサーマルパッドとを有する。温度センサが、サーマルパッドにおいて、上記ＬＥＤの本体に動作可能に接続されている。
【００１１】
図１は、発光ダイオード（ＬＥＤ）組立体１０の一例を部分的に示す分解斜視図である。ＬＥＤ組立体１０は、プリント回路基板（ＰＣＢ）１２と、そのＰＣＢ１２に搭載されたＬＥＤ１４とを有する。ＰＣＢ１２は、ＬＥＤ１４の動作を駆動するための電源（図示せず）から電力を受け取る複数の電力コンタクト１６を有する。また、ＰＣＢ１２は、ＬＥＤ１４をＰＣＢ１２に電気的に接続するための複数のＬＥＤコンタクト１８を有する。各ＬＥＤコンタクト１８は、電源からＬＥＤ１４へ電力を送るために、対応する電力コンタクト１６に電気的に接続されている。ＬＥＤコンタクト１８は、アノードコンタクト１８ａとカソードコンタクト１８ｂとを含む。アノードコンタクト１８ａおよびカソードコンタクト１８ｂは、それぞれ、ＬＥＤ１４の対応する嵌合コンタクト２０（図３）と係合するためにＰＣＢ１２に沿って延在する。
【００１２】
各電力コンタクト１６および各ＬＥＤコンタクト１８は、ＰＣＢ１２上の、図示されている位置以外の位置に配置されてもよい。本実施形態において、各電力コンタクト１６および各ＬＥＤコンタクト１８は、電源および嵌合コンタクト２０に半田接続を用いて電気的に接続される、半田パッド２２と２４を有する。加えて、あるいは代わりに、電力コンタクト１６および／またはＬＥＤコンタクト１８は、表面実装パッド、半田ピンを受けるビア、および／または圧入ピンを受けるビア（ただし、これらに限定されない）等、他の接触構造（図示せず）を有する。電力コンタクト１６およびＬＥＤコンタクト１８は、いくつ設けてもよい。
【００１３】
ＬＥＤ１４は、ケース４２を備えた本体４０、一つ以上の発光素子４４、任意のレンズ４６、および嵌合コンタクト２０を有する。発光素子４４、レンズ４６および嵌合コンタクト２０は、対向する面４８と面５０を含むケース４２に保持されている。発光素子４４は、ケース４２の面４８に沿って延在し、面４８から外向き発光する。レンズ４６は、発光素子４４を覆ってケース４２の面４８に搭載され、素子４４の発する光を調整する。面５０は、ＰＣＢ１２上に搭載されるよう構成されており、以下「搭載面」と称することもある。
【００１４】
図２は、ケース４２の面５０を示す、ＬＥＤ１４の斜視図である。ＬＥＤ１４は、アノードコンタクト２０ａおよびカソードコンタクト２０ｂを含む嵌合コンタクト２０を有する。アノードコンタクト２０ａおよびカソードコンタクト２０ｂは、それぞれ、ＬＥＤ１４の発光素子４４（図１）に電気的に接続されている。ＬＥＤ１４がＰＣＢ１２（図１、および図４〜図６）に搭載されると、ＬＥＤ１４のアノードコンタクト２０ａは、ＰＣＢ１２のアノードコンタクト１８ａ（図１）に電気的に接続され、ＬＥＤ１４のカソードコンタクト２０ｂは、ＰＣＢ１２のカソードコンタクト１８ｂ（図１）に電気的に接続される。本実施形態において、嵌合コンタクト２０は、半田接続を用いてＰＣＢ１２のＬＥＤコンタクト１８と電気的に接続される半田パッド５２を含む。加えて、あるいは代わりに、嵌合コンタクト２０は、表面実装パッド、ＰＣＢ１２のビアに受けられる半田ピン、ＰＣＢ１２のビアに受けられる圧入ピン（ただし、こられに限定されない）等、他の接触構造（図示せず）を有する。ＬＥＤ１４に含まれる嵌合コンタクト２０は、いくつ設けられてもよい。以下では、各嵌合コンタクト２０を「電気的コンタクト」と称することもある。
【００１５】
図２に示すように、アノードコンタクト２０ａは、ケース４２の面５０に沿って、カソードコンタクト２０ｂから間隔をあけて配置される。ＬＥＤ１４は、アノードコンタクト２０ａとカソードコンタクト２０ｂの間にケース４２の面５０に沿って配置されたサーマルパッド５４を有する。サーマルパッド５４は、アノードコンタクト２０ａおよびカソードコンタクト２０ｂから電気的に切り離されている。サーマルパッド５４は、ＰＣＢ１２との係合を介し、ＬＥＤ１４からの放熱を容易にする。後述するように、いくつかの実施形態では、サーマルパッド５４におけるＬＥＤ本体４０の温度を測定するために、温度センサ１０２がサーマルパッド５４に接続されており、その温度はＬＥＤジャンクション２６（図１）の温度を求める際に使用される。必要に応じて、サーマルパッド５４は、ＬＥＤ１４のケース４２の一対の対向縁４９と５１のうちのいずれかまたは双方を超えて外向きに延在してもよく、これにより温度センサ１０２をサーマルパッド５４上に搭載しやすくなる。
【００１６】
図３は、ＬＥＤ１４のジャンクション２６の一実施形態を示す、ＬＥＤ１４の一部の概略図である。ケース４２（図１および図２）内において、ＬＥＤ１４はｐ型半導体２８およびｎ形半導体３０を有する。半導体２８と３０は、ＬＥＤジャンクション２６において接合される。具体的には、ｐ型半導体２８は側面３２を有し、ｎ形半導体３０は側面３４を有する。ｐ型半導体２８の側面３２がｎ形半導体３０の側面３４に対向して接合するように、半導体２８と３０が接合される。半導体２８と３０のそれぞれの側面３２と３４の間の境界が、ＬＥＤジャンクション２６を規定する。ＬＥＤ１４のアノードコンタクト２０ａは、ｐ型半導体２８に電気的に接続され、カソードコンタクト２０ｂは、ｎ形半導体３０に電気的に接続される。詳細は後述するが、ＬＥＤジャンクション２６におけるＬＥＤ１４の動作温度は、温度計測システム１００（図４）を用いて求められる。別の実施形態では、ＬＥＤジャンクション２６は、ＰＣＢ１２のアノードコンタクト１８ａとＬＥＤ１４のアノードコンタクト１８ｂとの間の境界に位置し、加えて／あるいは、ＬＥＤジャンクション２６は、ＰＣＢ１２のカソードコンタクト１８ｂとＬＥＤ１４のカソードコンタクト２０ｂとの間の境界に位置する。
【００１７】
図４は、温度計測システム１００の一実施形態の概略図である。システム１００は、一つ以上の温度センサ１０２、一つ以上の基準温度センサ１０４、温度算出モジュール１０６、任意の信号調整モジュール１０８、および任意のディスプレイモジュール１１０を有する。後述するが、システム１００は、ＬＥＤ組立体１０のＬＥＤジャンクション２６（図３）から離れた一つ以上の離隔位置で温度を測定するよう構成されており、（複数の）離隔位置で測定された温度に基づいてジャンクション２６におけるジャンクション温度を求めるよう構成されている。
【００１８】
温度センサ１０２は、ＬＥＤ組立体１０のＬＥＤジャンクション２６から離れた離隔位置において、ＬＥＤ組立体１０に動作可能に接続されている。複数の温度センサ１０２が設けられた場合、各センサ１０２は、一つ以上の他のセンサ１０２と同じ離隔位置、加えて／あるいは、一つ以上の他のセンサ１０２とは異なる離隔位置において、ＬＥＤ組立体１０に動作可能に接続されてもよい。本実施形態において、各温度センサは、ＬＥＤ１４のサーマルパッド５４に動作可能に接続されている。したがって、本実施形態においては、各温度センサの離隔位置は、サーマルパッド５４である。ただし、各温度センサ１０２は、ＬＥＤ組立体１０上のＬＥＤジャンクション２６から離れた他の離隔位置において、動作可能に接続されてもよい。例えば、温度センサ１０２の他の離隔位置としては、ＬＥＤ本体４０の面５０上の別の（サーマルパッド５４以外の）位置、本体４０の面４８、面４８と面５０との間に延在する本体４０の端縁（例えば、端縁４９、端縁５１等）、レンズ４６、ＰＣＢ１２上のいずれかの位置等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。必要に応じて、一つ以上の温度センサ１０２は、ＬＥＤ組立体１０の外部に設けられコンポーネント（図示せず）とＬＥＤジャンクション２６との間の差分温度を測定するためにそのコンポーネントに、動作可能に接続されてもよい。例えば、一つ以上の温度センサ１０２は、ヒートシンク（図示せず）とＬＥＤジャンクション２６との間の差分温度を測定するためのそのヒートシンクに、動作可能に接続されてもよい。「動作可能に接続される」とは、センサ１０２が、ＬＥＤ組立体１０における対応する離隔位置で温度を測定するように構成されていることを意味する。ここで言う「離隔位置」とは、ＬＥＤ組立体１０上の、ＬＥＤジャンクション２６からゼロではない長さの距離にある位置を意味する。
【００１９】
各温度センサ１０２は、どのような種類のセンサでもよい。図４に示す実施形態では、温度センサ１０２は、熱電対である。温度センサ１０２の他の例として、測温抵抗体（ＲＴＤ：Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）、スマート温度監視集積回路、負の温度係数（ＮＴＣ：Ｎｅｇａｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）センサ、および／または正の温度係数（ＰＴＣ：Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）センサ等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。熱電対の例としては、Ｃ型、Ｅ型、Ｊ型、Ｋ型、Ｍ型、Ｎ型、Ｔ型、プラチナＢ型、プラチナＲ型、プラチナＳ型、クロメル―金／鉄、ＰＴ１００型、ＰＴ１０００型、および／またはチップ抵抗器等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。ＲＴＤの例としては、炭素抵抗器、フィルム温度計、巻線温度計、コイル素子、および／またはチップ抵抗等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。図３には４つの温度センサ１０２が示されているが、システム１００に含まれる温度センサ１０２はいくつ設けられてもよい。
【００２０】
図４に示す実施形態において、温度センサ１０２は、直列に相互接続されている。しかし、温度センサ１０２は、どのような取り合せで互いに接続されていてもよい。例えば、温度センサ１０２は、並列の取り合せに相互接続されてもよく、あるいは並列と直列を組み合わせた取り合せで相互接続されてもよい。図５は、温度計測システム２００の別の実施形態を示す概略図であり、複数の温度センサ２０２の並列配置を示している。システム２００は、温度センサ２０２、一つ以上の基準温度センサ２０４、温度算出モジュール２０６、オプションの信号調整モジュール２０８、および、オプションのディスプレイモジュール２１０を有する。システム２００は、ＬＥＤ組立体１０のＬＥＤジャンクション２６（図１）から離れた一つ以上の離隔位置で温度を測定するよう構成されており、（複数の）離隔位置での測定された温度に基づいてジャンクション２６におけるジャンクション温度を求めるよう構成されている。温度センサ２０２は、ＬＥＤ組立体１０の離隔位置で、ＬＥＤ組立体１０に、動作可能に接続されている。図４に示すように、温度センサ２０２は、並列の取り合せで相互接続されている。図５に示す実施形態では、温度センサ２０２は熱電対である。
【００２１】
図４を再び参照する。基準温度センサ１０４は、基準温度を測定するよう構成されている。基準温度は、ＬＥＤ組立体１０に近傍の周囲空気温度でもよく、あるいはＬＥＤ組立体１０の外部のコンポーネントの温度でもよい。ＬＥＤ組立体１０の外部のコンポーネントの例としては、ＬＥＤ組立体１０が搭載される基体（例えばヒートシンク）、壁、床、および／または、ＬＥＤ組立体１０が配置される部屋や容器の天井等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。例えば、本実施形態においては、基準温度センサ１０４は、ＬＥＤ組立体１０に近接する周囲空気温度を測定するよう配置される。あるいは、基準温度センサ１０４は、外付けコンポーネントの温度を測定するために、その外付けコンポーネントに、動作可能に接続される。温度算出モジュール１０６は、後述するように、離隔位置の測定温度とともに基準温度を用いて、ＬＥＤジャンクション２６におけるジャンクション温度を求める。
【００２２】
基準温度センサ１０４は、どのような種類のセンサでもよい。例えば、基準温度センサ１０４は、熱電対、ＲＴＤ、スマート温度監視集積回路、ＮＴＣセンサ、および／またはＰＴＣセンサ等でもよいが、これらに限定されるものではない。システム１００には、基準温度センサ１０４がいくつ含まれていてもよい。
【００２３】
信号調整モジュール１０８は、温度センサ１０２および基準温度センサ１０４に電気的に接続されている。信号調整モジュール１０８は、温度センサ１０２からの、温度センサ１０２の離隔位置における温度を表すか又はそれに関する信号を受信するように構成されている。同様に、信号調整モジュール１０８は、基準温度センサ１０４から、基準温度を表すか又はそれに関する信号を受信する。信号調整モジュール１０８によって受信された信号は、温度算出モジュール１０６による処理に適した信号となるように、信号調整モジュール１０８によって調整される。例えば、信号調整モジュール１０８は、センサ１０２および１０４から受信した信号に対し、フィルタリング、増幅、変換、レンジ適合、および／または、アイソレーションを行ってもよい。信号調整モジュール１０８には、フィルタ、増幅器、磁気アイソレーション部品、および／あるいは、光学的アイソレーション部品（ただし、これらに限定はされない）等、信号処理の実行に適したコンポーネントが含まれていてもよい。
【００２４】
本実施形態において、信号調整モジュール１０８は、センサ１０２および１０４にこれらの動作を駆動するための電力を供給する。あるいは、温度算出モジュール１０６等の他のコンポーネント（だだし、これに限定されない）から、電源（図示せず）からの電力をセンサ１０２および／または１０４に直接供給する、等を行ってもよい。システム１００に信号調整モジュール１０８が含まれない一実施形態は、上記のように他のコンポーネントからセンサ１０２および１０４に対して電力を供給する場合の一例である。
【００２５】
温度算出モジュール１０６は、センサ１０２，１０４の調整された信号をモジュール１０８から受けるために、信号調整モジュール１０８に電気的に接続される。温度算出モジュール１０６は、調整信号に対し一つ以上の処理動作を行うものである。例えば、詳細は後述するが、温度算出モジュール１０６は、センサ１０２と１０４の調整信号を処理し、ＬＥＤジャンクション２６のジャンクション温度を求める。いくつかの実施形態では、温度算出モジュール１０６は、センサ１０２の調整信号を処理し、ジャンクション温度と、ヒートシンク等（但し、これに限定されない）の、ＬＥＤ組立体１０の外部にあるコンポーネントの温度との差を求める。調整信号は、信号調整モジュール１０８からの受信される際にリアルタイムに処理されてもよい。あるいは、調整信号は、温度算出モジュール１０６のメモリ１１２に一時的に格納され、さらに／あるいは、後の処理のために外部メモリ（図示せず）に保存されてもよい。
【００２６】
温度算出モジュール１０６は、ある期間にわたって、ＬＥＤジャンクション２６のジャンクション温度を繰り返し求めるものであってもよい。さらに、温度算出モジュール１０６は、異なる複数の環境条件の間において、ＬＥＤジャンクション２６のジャンクション温度を求めるものであってもよい。温度算出モジュール１０６により求められるジャンクション温度は、メモリ１１２に記録され保存されてもよい。いくつかの実施形態では、温度算出モジュール１０６は、自己校正機能を備えていてもよい。
【００２７】
ＬＥＤジャンクション２６のジャンクション温度は、おおよそ０℃〜２５０℃（但し、これに限定されるものではない）等の所定の温度範囲に限定して求められてもよい。温度算出モジュール１０６は、温度範囲が選択的にプログラム可能となるように構成されていてもよい。さらに、温度算出モジュール１０６は、モジュール１０６のメモリ１１２に保存されている複数の異なる温度範囲間をユーザが切り替えできるようにしてもよい。ジャンクション温度は、温度算出モジュール１０６により、摂氏、華氏、ケルビン（但しこれらに限定されない）等、どのような温度単位を使用し求められてもよい。必要に応じて、温度算出モジュール１０６は、ジャンクション温度の温度単位をユーザが選択できるよう構成されていてもよい。
【００２８】
ディスプレイモジュール１１０は、なかんずく求められたＬＥＤジャンクション２６のジャンクション温度を表示するために、温度算出モジュール１０６に電気的に接続されている。ディスプレイモジュール１１０によるジャンクション温度の表示には、どのような温度単位が用いられてもよい。いくつかの実施形態では、ディスプレイモジュール１１０は、カラーＬＥＤを使用してジャンクション温度の重大性の程度を示すことが可能である。例えば、緑色ＬＥＤはジャンクション温度が所定の許容範囲内にあることを示し、赤色ＬＥＤはジャンクション温度が許容範囲外にあることを示し、黄色ＬＥＤはジャンクション温度が許容範囲の上限または下限に近づいていることを示すようにしてもよい。さらに、例えば、ディスプレイモジュール１１０には複数のＬＥＤが含まれていてもよく、この場合、所定の範囲内のジャンクション温度の値は、点灯されるＬＥＤの数により示される。
【００２９】
ディスプレイモジュール１１０は、デジタルディスプレイ、アナログディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＬＥＤディスプレイ、プラズマディスプレイ、陰極線管（ＣＲＴ：Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）ディスプレイ（但し、これらに限定されない）等、どのような種類のディスプレイでもよい。ディスプレイモジュール１１０は、ＬＥＤ組立体１０の外部に搭載されてもよく、あるいは、ＬＥＤ組立体１０に搭載されてもよい。例えば、ディスプレイモジュール１１０は、ＬＥＤ１４および／またはＰＣＢ１２に搭載されてもよい。いくつかの実施形態では、ディスプレイモジュール１１０は、コンピュータやワークステーション等のディスプレイでもよい。本実施形態では、ディスプレイモジュール１１０は、ワイヤ接続部１１４を介して温度算出モジュール１０６に電気的に接続される。あるいは、ディスプレイモジュール１１０は、ワイヤレス接続部を介して温度算出モジュール１０６に電気的に接続される。
【００３０】
本実施形態において、ディスプレイモジュール１１０は、ユーザによる温度算出モジュール１０６の動作制御を可能とするユーザインタフェース１１８を有する。ユーザインタフェース１１８には、情報入力および温度算出モジュール１０６のパラメータ設定・変更のためにモジュール１０６を制御すべく温度算出モジュール１０６と対話するための、ユーザが物理的に操作できる複数のインタフェースが選択肢として含まれていてもよい。例えば、ユーザーインターフェース１１８は、ユーザがＬＥＤジャンクション２６の現在のジャンクション温度の表示を要求できるものでもよい。さらに、例えば、ユーザインタフェース１１８は、ユーザが、温度算出モジュール１０６がジャンクション温度を求める頻度を選択できるように、加えて／あるいは、温度算出モジュール１０６がジャンクション温度のモニタリングする時間の長さを選択できるものでもよい。ユーザーインターフェース１１８は、ユーザが、ジャンクション温度を求めそして表示する単位を、選択できるものでもよい。他の例では、ユーザが、温度算出モジュール１０６の所定の温度範囲を選択的にプログラムすることができ、さらに／あるいは、複数の所定温度範囲から選択できるものであってもよい。ユーザインタフェース１１８が備え得る機能の他の例として、ユーザが温度算出モジュール１０６の自己校正機能を開始可能とすることも挙げられる。
【００３１】
ユーザーインターフェース１１８のインタフェース選択肢の例としては、キーボード、トラックボール、マウス、ボタン、ノブ、および／またはタッチスクリーン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。他の実施形態では、温度算出モジュール１０６が、ユーザーインターフェース１１８を有する。
【００３２】
必要に応じて、温度計測システム１００の一部または全体が、手持型または携帯型装置であり、さらに／あるいは、人間の手、ポケット、書類カバン、および／あるいはバックパック等で運ばれるものであってもよい。例えば、温度計測システム１００のコンポーネント１０６、１０８および／または１１０は、一般的なラップトップコンピュータと同じサイズの携帯装置である筐体に収納されていてもよい。
【００３３】
図６は、温度計測システム３００の他の実施形態を示す概略図であり、複数の温度センサ３０２の取合せが示されている。システム３００は、温度センサ３０２、温度算出モジュール３０６、および任意のディスプレイモジュール３１０を有する。システム３００は、ＬＥＤ組立体１０の、ＬＥＤジャンクション２６（図３）から離れた複数の離隔位置で温度を測定し、これら離隔位置での測定温度に基づいてジャンクション２６におけるジャンクション温度を求める。図６の実施形態では、各温度センサ３０２はスマート温度監視集積回路である。必要に応じて、温度センサ３０２は、各センサ３０２が固有のアドレスを有するようにアドレス指定が可能となっている。本実施形態において、温度センサ３０２は、Ｉ２Ｃシリアルインタフェース、ＳＰＩシリアルインタフェース、ＲＳ−２３２シリアルインタフェース、および／またはＵＡＲＴシリアルインタフェース（但し、これらに限定されるものではない）等の、温度算出モジュール３０６のシリアルコミュニケーションバス３１８を用いて温度算出モジュール３０６に電気的に接続されている。いくつかの実施形態では、温度算出モジュール３０６はマスターとして構成され、各温度センサ３０２はスレーブとして構成されている。
【００３４】
図６に示すシステム３００には、信号調整モジュールは含まれていない。その代わりに、温度センサ３０２内において、温度算出モジュール３０６による処理のため、離隔位置の測定温度を表すあるいはそれに関連する信号の信号調整が行われる。さらに、温度センサ３０２が内部的に基準温度を補うので、システム３００には基準温度センサは含まれていない。
【００３５】
図７は、本件に記載および／または例示する温度計測システムを使用してＬＥＤ組立体１０のジャンクション温度を求める方法４００の一実施形態を示すフローチャートである。図３に示す温度計測システム１００を参照しながら、この方法を以下に説明する。ただし、方法４００は、システム２００および３００（本件において具体的に示されていない、いかなる実施形態をも含む）を用いて実施可能である。その場合、使用する具体的なシステムに基づいて、方法４００に対し適切に変更を加えてもよいし、変更を加えなくてもよい。
【００３６】
方法４００では、温度センサ１０２（図３）を用いて、ＬＥＤ組立体１０の、ＬＥＤジャンクション２６（図１）から離れた複数の離隔位置における一つ以上の温度が測定される（４１０）。ＬＥＤ組立体１０の離隔位置については、図３の温度センサ１０２を参照して上述した通りである。上述の通り、温度センサ１０２の数、およびそれを用いて測定を行う離隔位置の数はいくつでもよい。方法４００では、さらに、温度算出モジュール１０６（図３）において、ＬＥＤ組立体１０の離隔位置の測定温度を受ける過程（４２０）を有する。必要に応じて、温度算出モジュール１０６が受けた測定温度は、上述した通り、まず信号調整モジュール１０８（図３）によって調整される。いくつかの実施形態では、温度算出モジュール１０６が受けた測定温度は実際の温度であるが、他の実施形態では、モジュール１０６が受けた測定温度は、対応する離隔位置における対応する温度センサ１０２の測定電気抵抗である。あるいは、温度算出モジュール１０６が受けた測定温度は、対応する離隔位置における対応する温度センサ１０２の出力電圧である。
【００３７】
本実施形態において、方法４００では、温度算出モジュール１０６にて基準温度センサ１０４（図３）からの測定基準温度を受ける過程（４３０）も有する。温度算出モジュール１０６が受け取けた測定基準温度は、上述したように、まず、必要に応じて信号調整モジュール１０８によって調整される。その測定基準温度は、受けた離隔位置の測定温度と同様に、実際の温度、基準温度センサ１０４の測定電気抵抗、および／または、基準温度センサ１０２の出力電圧であってもよい。
【００３８】
ＬＥＤジャンクション２６におけるジャンクション温度は、離隔位置の測定温度に基づいて、温度算出モジュール１０６により求められる（４４０）。より詳細には、離隔位置の測定温度は、所定の関係を用いて測定基準温度と比較されることにより、ＬＥＤジャンクション２６でのジャンクション温度が求められる（４４０）。例えば、本実施形態において、離隔位置の測定電気抵抗が基準温度センサ１０４の測定基準電気抵抗と比較されることにより、ジャンクション温度が決定される（４４０）。さらに、例えば、他の実施形態においては、離隔位置の実際の温度が基準温度センサ１０４の実際の基準温度と比較されるこことにより、ジャンクション温度が決定される（４４０）。さらに別の実施形態においては、例えば、温度センサ１０２の出力電圧が基準温度センサ１０４の出力電圧と比較されることにより、ジャンクション温度が決定される（４４０）。
【００３９】
上述したように、本実施形態において、ジャンクション温度を求める過程（４４０）には、離隔位置における測定電気抵抗と測定基準電気抵抗とを比較すること（４４２）が含まれる。ジャンクション温度を求める過程（４４０）に用いられる電気抵抗間の所定の関係は、Ｃａｌｌｅｎｄａｒ―Ｖａｎ  Ｄｕｓｅｎの式に基づく。例えば、本実施形態では、以下の式を用いてジャンクション温度が決定される（４４０）。
Ｒｔ＝Ｒｉ（１＋αＴＴｊ）
ここで、
Ｒｔ＝離隔位置で測定された電気抵抗、
Ｒｉ＝基準電気抵抗、
αＴ＝エラー、
Ｔｊ＝ジャンクション温度。
【００４０】
エラーαＴは、おおよそ０．１℃〜５℃の間（但し、これに限定されない）で、任意の値となるよう選択されてもよい。エラーαＴの値は、必要に応じて、ユーザがユーザーインターフェース１１８（図４）を用いて選択的にプログラム可能となっている。他の関係や式等を用いて、センサ１０２と１０４の測定電気抵抗を比較してジャンクション温度を求め（４４０）てもよい。さらに、当業者は、測定電気抵抗の比較に関してここで説明した方法と同様に、実際の温度または出力電圧を比較することによりジャンクション温度を測定するための基礎として、カレンダー―ヴァン・ドゥーゼン方程式を用いてもよい。したがって、実際の温度または出力電圧の比較によるジャンクション温度を求める過程（４４０）について、ここでは詳細な説明を省略する。
【００４１】
ジャンクション温度は、ある期間にわたって、かつ／あるいは、異なる環境条件下にある間、温度算出モジュール１０６によってモニタリングされてもよい。そのモニタリングに基づいて、ＬＥＤジャンクション２６のジャンクション温度に影響する異なる動作条件の影響を確認したり求めたりすることができる。さらに、ＬＥＤ組立体１０の信頼性および／または推定寿命の確認したり求めたりすることができる。また、ジャンクション温度のモニタリングは、ＬＥＤ１４からの放熱を行うヒートシンクのサイズの最適化を可能にする。
【００４２】
各種実施形態により、ＬＥＤのジャンクション温度を求めるシステム及び方法が提供される。例えば、上記実施形態のうちの少なくとも１つを実施することによって、ＬＥＤのジャンクションから離れたＬＥＤ組立体の離隔位置の温度が測定され、その離隔位置の測定温度に基づいて、ＬＥＤ内のジャンクションのジャンクション温度が決定される。少なくとも一つの実施形態においては、光出力低下の上昇率を抑えるためにＬＥＤから十分な放熱が行われているかどうかを判断すべく、ジャンクション温度をモニタリングできる、という技術的効果がある。
【００４３】
本件に記載および／または例示された主題の特定の実施形態に関して上述した詳細な説明は、添付の図面を参照するとより理解しやすい。図には各種実施形態の機能ブロック図を示されているが、必ずしも機能ブロックがハードウェア回路の間の境界を表わすわけではない。したがって、例えば、一つ以上の機能ブロック（例えば、プロセッサまたはメモリ）が、単一のハードウェア（例えば、汎用信号プロセッサ、あるいはランダムアクセスメモリやハードディスク等の一ブロック）、または複数のハードウェアで構築されてもよい。同様に、本件に記載および／または例示するモジュール、ディスプレイ、および／または他のコンポーネントの機能は、例えば、単独のプログラム、オペレーティングシステムのサブルーチンとして組み込まれたもの、導入されたソフトウェアパッケージの機能等であってもよい。上記各実施形態は、記載や例示された構成および手段に限定されるものではない。
【００４４】
記載や例示された各種実施形態のモジュールは、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせにより構築することができる。また、記載や例示されたモジュールは、専用ハードウエア基板、ＤＳＰ、プロセッサ等のあらゆる組合せを用いて構築することができる。あるいは、記載や例示されたモジュールは、単一のプロセッサ、または、機能的動作がプロセッサ間で配分されるマルチプロセッサを備えた既製のＰＣを用いて構築されてもよい。さらに、記載や例示されたモジュールは、特定のモジュール関数が専用ハードウエアを用いて実行される一方、残りのモジュール関数が既製のＰＣを用いて実行されるハイブリッド構成を利用して構築されてもよい。また、記載や例示されたモジュールは、処理装置内のソフトウェアモジュールとして構築されてもよい。さらに、記載や例示されたモジュールは、一つ以上のコンピュータまたはプロセッサの一部として構築されてもよい。そのコンピュータやプロセッサには、例えばインターネットにアクセスするための計算装置、入力装置、ディスプレイモジュール、およびインタフェースが含まれていてもよい。さらに、そのコンピュータやプロセッサには、マイクロプロセッサが含まれていてもよい。また、そのマイクロプロセッサは、コミュニケーションバスに接続されていてもよい。さらに、そのコンピュータやプロセッサには、メモリが含まれていてもよい。そのメモリには、ランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ：Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）と読み出し専用メモリ（ＲＯＭ：Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）が含まれていてもよい。さらに、そのコンピュータやプロセッサには、記憶装置が含まれていてもよく、その記憶装置は、ハードディスクドライブであってもよく、あるいはフロッピーディスクドライブ、光学ディスクドライブ等の着脱可能な記憶装置であってもよい。また、その記憶装置は、コンピュータプログラムまたは他の命令をコンピュータまたはプロセッサにローディングするための、同様の他の手段であってもよい。
【００４５】
本件で用いる「コンピュータ」または「モジュール」という用語には、本件に記載の機能を実行できるマイクロコントローラ、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ：Ｒｅｄｕｃｅｄ  Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  Ｓｅｔ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、ＡＳＩＣ、論理回路、および他のあらゆる回路またはプロセッサを用いた、プロセッサベースあるいはマイクロプロセッサベースのあらゆるシステムが含まれる。上述した例は、単なる典型的な例であり、「コンピュータ」または「モジュール」の定義および／または意味を制限することを意図するものではない。
【００４６】
上記コンピュータやプロセッサは、入力データを処理するために、一つ以上の記憶素子に記憶されている一組の命令を実行する。その記憶素子は、要求に応じてあるいは必要に応じて、データまたは他の情報をも記憶するものであってもよい。その記憶素子は、処理装置内における情報源または物理的な記憶素子の形であってもよい。上記一組の命令には、処理装置であるコンピュータやプロセッサに、記載や例示された各実施形態の方法、過程や処理等の特定の動作を実行するよう指示する、各種命令が含まれていてもよい。さらに、上記一組の命令は、ソフトウェアプログラム形式であってもよい。そのソフトウェアは、システムソフトウェアやアプリケーションソフトウェア等の各種形式であってもよく、有形かつ非一時的なコンピュータ読込可能な媒体として具体化されてもよい。さらに、そのソフトウェアは、個々のプログラムまたはモジュールの集合、より大きなプログラム内のプログラムモジュール、またはプログラムモジュールの一部の形式であってもよい。また、上記ソフトウェアには、オブジェクト指向プログラミング形式のモジュールプログラミングが含まれてもよい。上記処理装置による入力データの処理は、オペレータのコマンドに応じて、または前の処理の結果に応じて、あるいは他の処理装置からの要求に応じて行われても良い。
【００４７】
本件で使用する「ソフトウェア」および「ファームウェア」という用語は入れ替え可能であり、これらには、ＲＡＭメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、および不揮発性ＲＡＭ（ＮＶＲＡＭ）メモリを含む、コンピュータにより実行されるために記憶領域に格納される、あらゆるコンピュータプログラムが含まれる。これらメモリの種類は、単なる典型的な例であり、コンピュータプログラムを記憶するために使用可能なメモリの種類について限定するものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【外国語明細書】
temperature measurement system for a light emitting diode (LED) ASSEMBLY
[0002]    The subject matter described and/or illustrated herein relates generally to light emitting diodes (LEDs), and more particularly, to temperature measurement systems for LEDs.  
[0003]        LEDs are being used to replace other lighting systems that use other types of light sources, such as incandescent or fluorescent lamps.  LEDs offer advantages over lamps, for example rapid turn-on, rapid cycling (on-off-on) times, long useful life span, low power consumption, narrow emitted light bandwidths that eliminate the need for color filters to provide desired colors, and so on.  LEDs are among the longest lasting light sources now available, for example with a useful life span measured in tens of thousands of hours.  But, LEDs do experience a gradual reduction in light output over a life span, which is commonly referred to as “light output degradation.”  Light output degradation may result from a reduction in the light emitting efficiency of the LED and/or from a reduction in the light transmission of the optical path within an LED.
[0004]        Relatively high operating temperatures may adversely affect the performance of LEDs.  For example, relatively high operating temperatures may increase the rate of light output degradation experienced by LEDs, which may shorten the useful life span of an LED and/or decrease the light output of the LED at a given point in time during the life span.  Accordingly, it is important to draw heat away from LEDs to reduce the rate of light output degradation experienced thereby, such as by using a heat sink, fan, and/or the like.  One particular area where operating temperatures need to be controlled to prevent adversely affecting the performance of an LED is a junction within the LED.  Specifically, LEDs typically include p-type and n-type semiconductors joined together at a junction.  Relatively high temperatures generated at the junction of the LED may be especially problematic with respect to increasing the rate of light output degradation experienced by the LED.
[0005]    Accordingly, the problem to be solved is a need for monitoring the operating temperature of an LED to determine if enough heat is being drawn away from the LED to prevent an increased rate of light output degradation.  For example, there is a need for monitoring the operating temperature at a junction of p-type and n-type semiconductors within an LED.
[0006]    The solution is provided by a temperature measurement system for a light emitting diode (LED) assembly that includes an LED having two semiconductors joined together at an LED junction.  The system includes a temperature sensor operatively connected to the LED assembly at a remote location that is remote from the LED junction.  The temperature sensor is configured to measure a temperature of the LED assembly at the remote location.  A temperature calculation module is operatively connected to the temperature sensor for receiving the measured temperature at the remote location from the temperature sensor.  The temperature calculation module is configured to determine a junction temperature at the LED junction based on the measured temperature at the remote location.
[0007]    Furthermore, a method is provided for determining the junction temperature of a light emitting diode (LED) assembly that includes an LED having two semiconductors joined together at an LED junction.  The method includes measuring a temperature at a remote location of the LED assembly that is remote from the LED junction using a temperature sensor, receiving the measured temperature at the remote location of the LED assembly at a temperature calculation module, and determining the junction temperature at the LED junction of the LED assembly based on the measured temperature at the remote location using the temperature calculation module.
[0008]  The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings in which:
[0009]    Figure 1 is a partially exploded perspective view of an exemplary light emitting diode (LED) assembly.
[0010]    Figure 2 is a perspective view of an exemplary LED of the LED assembly shown in Figure 1.
[0011]     Figure 3 is a schematic diagram of a portion of the LED shown in Figure 2 illustrating an exemplary embodiment of a junction of the LED.
[0012]     Figure 4 is a schematic diagram of an exemplary embodiment of a temperature measurement system for the LED assembly shown in Figure 1.
[0013]     Figure 5 is a schematic diagram of an exemplary alternative embodiment of a temperature measurement system.
[0014]     Figure 6 is a schematic diagram of another exemplary alternative embodiment of a temperature measurement system.
[0015]     Figure 7 is a flowchart illustrating an exemplary embodiment of a method for determining the junction temperature of the LED assembly shown in Figure 1 using the temperature measurement systems described and/or illustrated herein.
[0016]     In one embodiment, a temperature measurement system is provided for a light emitting diode (LED) assembly that includes an LED having two semiconductors joined together at an LED junction.  The system includes a temperature sensor operatively connected to the LED assembly at a remote location that is remote from the LED junction.  The temperature sensor is configured to measure a temperature of the LED assembly at the remote location.  A temperature calculation module is operatively connected to the temperature sensor for receiving the measured temperature at the remote location from the temperature sensor.  The temperature calculation module is configured to determine a junction temperature at the LED junction based on the measured temperature at the remote location.
[0017]      In another embodiment, a method is provided for determining the junction temperature of a light emitting diode (LED) assembly that includes an LED having two semiconductors joined together at an LED junction.  The method includes measuring a temperature at a remote location of the LED assembly that is remote from the LED junction using a temperature sensor, receiving the measured temperature at the remote location of the LED assembly at a temperature calculation module, and determining the junction temperature at the LED junction of the LED assembly based on the measured temperature at the remote location using the temperature calculation module.
[0018]      In another embodiment, a light emitting diode (LED) assembly includes an LED including a body having a mounting side configured to be mounted on a printed circuit board.  The body includes an electrical contact extending along the mounting side, and a thermal pad extending along the mounting side proximate the electrical contact.  A temperature sensor is operatively connected to the body of the LED at the thermal pad.
[0019]     Figure 1 is a partially exploded perspective view of an exemplary light emitting diode (LED) assembly 10.  The LED assembly 10 includes a printed circuit board (PCB) 12 and an LED 14 mounted on the PCB 12.  The PCB 12 includes a plurality of power contacts 16 for receiving electrical power from a power source (not shown) to drive operation of the LED 14.  The PCB 12 also includes a plurality of LED contacts 18 for electrically connecting the LED 14 to the PCB 12.  Each of the LED contacts 18 is electrically connected to a corresponding power contact 16 for routing electrical power from the power source to the LED 14.  The LED contacts 18 include an anode contact 18a and a cathode contact 18b, each of which extends along the PCB 12 for engagement with a corresponding mating contact 20 (Figure 3) of the LED 14.
[0020]      Each of the power contacts 16 and each of the LED contacts 18 may be positioned at any other location on the PCB 12 than shown.  In the exemplary embodiment, each of the power contacts 16 and the LED contacts 18 includes a respective solder pad 22 and 24 for being electrically connected to the power source and the mating contacts 20, respectively, using a solder connection.  In addition or alternatively, the power contacts 16 and/or the LED contacts 18 include other contact structures (not shown), such as, but not limited to, surface mount pads, vias that receive solder pins, vias that receive press-fit pins, and/or the like.  Any number of the power contacts 16 and any number of the LED contacts 18 may be provided.
[0021]      The LED 14 includes a body 40 that includes a case 42, one or more light emitting elements 44, an optional lens 46, and the mating contacts 20.  The light emitting element 44, the lens 46, and the mating contacts 20 are held by the case 42, which includes opposite sides 48 and 50.  The light emitting element 44 extends along the side 48 of the case 42 for emitting light outwardly from the side 48.  The lens 46 is mounted on the side 48 of the case 42 over the light emitting element 44 for conditioning light emitted by the element 44.  The side 50 is configured to be mounted on the PCB 12 and may be referred to herein as a “mounting side”.
[0022]      Figure 2 is a perspective view of the LED 14 illustrating the side 50 of the case 42.  The LED 14 includes the mating contacts 20, which include an anode contact 20a and a cathode contact 20b.  The anode and cathode contacts 20a and 20b, respectively, are electrically connected to the light emitting element 44 (Figure 1) of the LED 14.  When the LED 14 is mounted on the PCB 12 (Figures 1 and 4-6), the anode contact 20a of the LED 14 is electrically connected to the anode contact 18a (Figure 1) of the PCB 12, and the cathode contact 20b of the LED 14 is electrically connected to the cathode contact 18b (Figure 1) of the PCB 12.  In the exemplary embodiment, the mating contacts 20 include solder pads 52 for being electrically connection to the LED contacts 18 of the PCB 12 using a solder connection.  In addition or alternatively, the mating contacts 20 include other contact structures (not shown), such as, but not limited to, surface mount pads, solder pins that are received within vias of the PCB 12, press-fit pins that are received within vias of the PCB 12, and/or the like.  The LED 14 may include any number of the mating contacts 20.  Each of the mating contacts 20 may be referred to herein as an “electrical contact”.
[0023]      As can be seen in Figure 2, the anode contact 20a is spaced apart from the cathode contact 20b along the side 50 of the case 42.  The LED 14 includes a thermal pad 54 that is positioned along the side 50 of the case 42 between the anode and cathode contacts 20a and 20b, respectively.  The thermal pad 54 is electrically isolated fro the anode contact 20a and the cathode contact 20b.  The thermal pad 54 may facilitate drawing heat away from the LED 14 via engagement with the PCB 12.  As will be described below, in some embodiments, a temperature sensor 102 is operatively connected to thermal pad 54 for measuring a temperature of the LED body 40 at the thermal pad 54, which is used to determine a temperature at the LED junction 26 (Figure 1).  Optionally, the thermal pad 54 extends outwardly past one or both of a pair of opposite edges 49 and 51 of the case 42 of the LED 14 to facilitate mounted the temperature sensor 102 on the thermal pad 54.
[0024]      Figure 3 is a schematic diagram of a portion of the LED 14 illustrating an exemplary embodiment of a junction 26 of the LED 14.  Within the case 42 (Figures 1 and 2), the LED 14 includes a p-type semiconductor 28 and an n-type semiconductor 30.  The semiconductors 28 and 30 are joined together at the LED junction 26.  Specifically, the p-type semiconductor 28 includes a side 32, while the n-type semiconductor 30 includes a side 34.  The semiconductors 28 and 30 are jointed together such that the side 32 of the p-type semiconductor 28 faces and engages the side 34 of the n-type semiconductor 32.  The interface between the sides 32 and 34 of the semiconductors 28 and 30, respectively, defines the LED junction 26.  The anode contact 20a of the LED 14 is electrically connected to the p-type semiconductor 28, while the cathode contact 20b is electrically connected to the n-type semiconductor 30.  As will be described in more detail below, an operating temperature of the LED 14 at the LED junction 26 is determined using a temperature measurement system 100 (Figure 4).  In an alternative embodiment, the LED junction 26 is located at the interface between the anode contact 18a of the PCB 12 and the anode contact 18b of the LED 14, and/or the LED junction 26 is located at the interface between the cathode contact 18b of the PCB 12 and the cathode contact 20b of the LED 14.
[0025]      Figure 4 is a schematic diagram of an exemplary embodiment of the temperature measurement system 100.  The system 100 includes one or more of the temperature sensors 102, one or more reference sensors 104, a temperature calculation module 106, an optional signal conditioning module 108, and an optional display module 110.  As will be described below, the system 100 is configured to measure a temperature at one or more remote locations of the LED assembly 10 that are remote from the LED junction 26 (Figure 3), and determine a junction temperature at the junction 26 based on the measured temperature(s) at the remote location(s).
[0026]      The temperature sensors 102 are operatively connected to the LED assembly 10 at a remote location of the LED assembly 10 that is remote from the LED junction 26.  When more than one temperature sensor 102 is provided, each sensor 102 may be operatively connected to the LED assembly 10 at the same remote location as one or more other sensors 102 and/or at a different remote location than one or more other sensors 102.  In the exemplary embodiment, each of the temperature sensors 102 is operatively connected to the thermal pad 54 of the LED 14.  Accordingly, in the exemplary embodiment, the remote location of each of the temperature sensors 102 is the thermal pad 54.  However, each temperature sensor 102 may be operatively connected at any other location on the LED assembly 10 that is remote from the LED junction 26.  For example, other remote locations of a temperature sensor 102 may include, but are not limited to, another location (besides the thermal pad 54) on the side 50 of the LED body 40, the side 48 of the body 40, an edge (e.g., the edge 49, the edge 51, and/or the like) of the body 40 that extends between the sides 48 and 50, the lens 46, anywhere on the PCB 12, and/or the like.  Optionally, one or more of the temperature sensors 102 may be operatively connected to a component (not shown) that is external to the LED assembly 10 for measuring a differential temperature between the component and the LED junction 26.  For example, one or more temperature sensors 102 may be operatively connected to a heat sink (not shown) for measuring a differential temperature between the heat sink and the LED junction 26.  By “operatively connected”, it is meant that the sensor 102 is configured to measure a temperature at the corresponding remote location of the LED assembly 10.  As used herein, the term “remote location” is intended to mean a location on the LED assembly 10 that is located any distance other than zero from the LED junction 26.
[0027]      Each temperature sensor 102 may be any type of sensor.  In the exemplary embodiment of Figure 4, the temperature sensors 102 are thermocouples.  Other examples of the temperature sensors 102 include, but are not limited to, resistance temperature detectors (RTDs), smart temperature monitoring integrated circuits, negative temperature coefficient (NTC) sensors, positive temperature coefficient (PTC) sensors, and/or the like.  Examples of thermocouples include, but are not limited to, type C, type E, type J, type K, type M, type N, type T, platinum type B, platinum type R, platinum type S, chromel-gold/iron, type PT100, type PT1000, chip resistors, and/or the like.  Examples of RTDs include, but are not limited to, carbon resistors, film thermometers, wire-wound thermometers, coil elements, chip resistors, and/or the like.  Although four temperature sensors 102 are shown in Figure 3, the system 100 may include any number of temperature sensors 102.
[0028]     In the exemplary embodiment of Figure 4, the temperature sensors 102 are interconnected to each other in a series arrangement.  But, the temperatures sensors 102 may be connected together in any type of arrangement.  For example, the temperatures sensors 102 may be connected together in a parallel arrangement or a combination of a series and parallel arrangement.  Figure 5 is a schematic diagram of an exemplary alternative embodiment of a temperature measurement system 200 illustrating a parallel arrangement of a plurality of temperature sensors 202.  The system 200 includes the temperature sensors 202, one or more reference sensors 204, a temperature calculation module 206, an optional signal conditioning module 208, and an optional display module 210.  The system 200 is configured to measure a temperature at one or more remote locations of the LED assembly 10 that are remote from the LED junction 26 (Figure 1), and determine a junction temperature at the junction 26 based on the measured temperature(s) at the remote location(s).  The temperature sensors 202 are operatively connected to the LED assembly 10 at the remote location(s) of the LED assembly 10.  As can be seen in Figure 4, the temperature sensors 202 are interconnected to each other in a parallel arrangement.  In the exemplary embodiment of Figure 5, the temperature sensors 202 are thermocouples.
[0029]      Referring again to Figure 4, the reference temperature sensor 104 is configured to measure a reference temperature.  The reference temperature may be the ambient air temperature proximate the LED assembly 10, or may be the temperature of a component that is external to the LED assembly 10.  Examples of components that are external to the LED assembly 10 include, but are not limited to, a base (e.g., a heat sink) that the LED assembly 10 is mounted on, a wall, floor, and/or ceiling of a room or container in which the LED assembly 10 is located, and/or the like.  For example, in the exemplary embodiment, the reference temperature sensor 104 is positioned to measure the ambient air temperature adjacent the LED assembly 10.  Alternatively, the reference temperature sensor 104 is operatively connected to the external component for measuring the temperature of the external component.  Along with the measured temperature(s) at the remote location(s), the temperature calculation module 106 uses the reference temperature to determine the junction temperature at the LED junction 26, as will be described below.
[0030]     The reference temperature sensor 104 may be any type of sensor.  For example, the reference temperature sensor 104 may be, but is not limited to, a thermocouple, an RTD, a smart temperature monitoring integrated circuit, a NTC sensor, a PTC sensor, and/or the like.  The system 100 may include any number of the reference temperature sensors 104.
[0031]      The signal conditioning module 108 is electrically connected to the temperature sensors 102 and to the reference temperature sensor 104.  The signal conditioning module 108 is configured to receive signals from the temperature sensors 102 that represent, or relate to, the temperature at the remote location(s) of the temperature sensors 102.  Similarly, a signal that represents, or relates to, the reference temperature is received by the signal conditioning module 108 from the reference temperature sensor 104.  The signals received by the signal conditioning module 108 are conditioned by the module 108 such that the signals are suitable for processing by the temperature calculation module 106.  For example, the signal conditioning module 108 may filter, amplify, convert, range match, and/or isolate the signals received from the sensors 102 and 104.  The signal conditioning module 108 may include any suitable components for performing the signal conditioning, such as, but not limited to, filters, amplifiers, magnetic isolation components, optical isolation components, and/or the like.
[0032]      In the exemplary embodiment, the signal conditioning module 108 supplies electrical power to the sensors 102 and 104 for driving operation thereof.  Alternatively, electrical power is supplied to the sensors 102 and/or 104 from another component, such as, but not limited to, the temperature calculation module 106, directly from a power source (not shown), and/or the like.  An embodiment wherein the system 100 does not include signal conditioning module 108 is one example of supplying electrical power to the sensors 102 and 104 from such other components.
[0033]    The temperature calculation module 106 is electrically connected to the signal conditioning module 108 for receiving the conditioned signals of the sensors 102 and 104 from the module 108.  The temperature calculation module 106 is adapted to perform one or more processing operations on the conditioned signals.  For example, and as will be described in more detail below, the temperature calculation module 106 processes the conditioned signals of the sensors 102 and 104 to determine the junction temperature at the LED junction 26.  In some embodiments, the temperature calculation module 106 processes the condition signals of the sensors 102 to determine a difference between the junction temperature and a temperature of a component that is external to the LED assembly 10, such as, but not limited to, a heat sink and/or the like.  The conditioned signals may be processed in real-time as the conditioned signals are received from the signal conditioning module 108.  Alternatively, the conditioned signals are stored temporarily in a memory 112 of the temperature calculation module 106 and/or an external memory (not shown) for processing at a later time.
[0034]      The temperature calculation module 106 may be adapted to repeatedly determine the junction temperature of the LED junction 26 over a period of time.  Moreover, the temperature calculation module 106 may be adapted to determine the junction temperature of the LED junction 26 during different environmental conditions.  Junction temperatures determined by the temperature calculation module 106 may be recorded and stored in the memory 112.  In some embodiments, the temperature calculation module 106 may be provided with a self-calibration functionality.
[0035]      Determination of the junction temperature at the LED junction 26 may be limited to a predetermined temperature range, such as, but not limited to, between approximately 0°C and approximately 250°C, and/or the like.  The temperature calculation module 106 may be adapted such that the temperature range is selectively programmable.  Moreover, the temperature calculation module 106 may enable a user to switch between a plurality of different temperature ranges stored within the memory 112 of the module 106.  The junction temperature may be determined by the temperature calculation module 106 using any temperature units, such as, but not limited to, Celsius, Fahrenheit, Kelvin, and/or the like.  Optionally, the temperature calculation module 106 may be adapted to enable the user to select the temperature unit of the junction temperature.
[0036]     The display module 110 is electrically connected to the temperature calculation module 106 for displaying, among other things, the determined junction temperature of the LED junction 26.  The display module 110 may display the junction temperature using any temperature units.  In some embodiments, the display module 110 may indicate a severity of the junction temperature using colored LEDs.  For example , a green LED may indicate that the junction temperature is within a predetermined acceptable range, a red LED may indicate that the junction temperature is outside of the acceptable range, and a yellow LED may indicate that the junction temperature is approaching an upper or lower limit of the acceptable range.  Moreover, and for example, the display module 110 may include a plurality of LEDs, wherein the value of the junction temperature within a predetermined range is indicated by the number of LEDs that are lit.
[0037]      The display module 110 may be any type of display, such as, but not limited to, a digital display, an analog display, a liquid crystal display (LCD), an LED display, a plasma display, a cathode ray tube (CRT) display, and/or the like.  The display module 110 may be mounted external to the LED assembly 10, or may be mounted on the LED assembly 10.  For example, the display module 110 may be mounted on the LED 14 and/or the PCB 12.  In some embodiments, the display module 110 may be the display of a computer, workstation, and/or the like.  In the exemplary embodiment, the display module 110 is electrically connected to the temperature calculation module 106 via a wired connection 114.  Alternatively, the display module 110 is electrically connected to the temperature calculation module 106 via a wireless connection.
[0038]      In the exemplary embodiment, the display module 110 includes a user interface 118 that enables a user to control operation of the temperature calculation module 106.  The user interface 118 may include multiple interface options that the user may physically manipulate to interact with the temperature calculation module 106 to control the module 106 to input information and set and change parameters of the temperature calculation module 106.  For example, the user interface 118 may enable the user to request that a current junction temperature of the LED junction 26 be displayed.  Moreover, and for example, the user interface 118 may enable the user to select a frequency with which the temperature calculation module 106 determines the junction temperature and/or select a length of time that the temperature calculation module 106 monitors the junction temperature.  The user interface 118 may be configured to enable the user to select which units with which the junction temperature is determined and displayed.  Another example includes enabling a user to selectively program the predetermined temperature range of the temperature calculation module 106 and/or select between a plurality of predetermined temperature ranges.  Enabling the user to initiate a self-calibration feature of the temperature calculation module 106 is yet another example of a possible functionality of the user interface 118.
[0039]      Examples of the interface options of the user interface 118 include, but are not limited to, a keyboard, a trackball, a mouse, buttons, knobs, a touch screen, and/or the like.  In an alternative embodiment, the temperature calculation module 106 includes the user interface 118.
[0040]      Optionally, a portion or all of the temperature measurement system 100 is a handheld or hand-carried device and/or is configured to be carried in a person’s hand, pocket, briefcase-sized case, backpack, and/or the like.  For example, the components 106, 108, and/or 110 of the temperature measurement system 100 may be housed in a housing that is a hand-carried device having the size of a typical laptop computer.
[0041]      Figure 6 is a schematic diagram of another exemplary alternative embodiment of a temperature measurement system 300 illustrating another arrangement of a plurality of temperature sensors 302.  The system 300 includes the temperature sensors 302, a temperature calculation module 306, and an optional display module 310.  The system 300 measures a temperature at one or more remote locations of the LED assembly 10 that are remote from the LED junction 26 (Figure 3), and determines a junction temperature at the junction 26 based on the measured temperature(s) at the remote location(s).  In the exemplary embodiment of Figure 6, the temperature sensors 302 are each smart temperature monitoring integrated circuits.  Optionally, the temperature sensors 302 are addressable such that each sensor 302 has a unique address.  In the exemplary embodiment, the temperature sensors 302 are electrically connected to the temperature calculation module 306 using a serial communication bus 318 of the temperature calculation module 306, such as, but not limited to, an I2C serial interface, an SPI serial interface, an RS-232 serial interface, a UART serial interface, and/or the like.  In some embodiments, the temperature calculation module 306 is configured as a Master and each of the temperature sensors 302 is configured as a Slave.
[0042]      The system 300 shown in Figure 6 does not include a signal conditioning module.  Instead, signal conditioning of the signals that represent, or relate to, the measured temperature at the remote location(s) is performed within the temperature sensors 302 for processing by the temperature calculation module 306.  Moreover, a reference temperature sensor is also not included in the system 300 because the temperature sensors 302 internally compensate for the reference temperature.
[0043]      Figure 7 is a flowchart illustrating an exemplary embodiment of a ethod 400 for determining the junction temperature of the LED assembly 10 using the temperature measurement systems described and/or illustrated herein.  The method will be described with reference to the temperature measurement system 100 shown in Figure 3.  However, it should be understood that the method 400 may be practiced using the systems 200 and 300 (as well as any embodiments not specifically illustrated herein), which may or may not include suitable modifications to the method 400 based on the specific system used.
[0044]       The method 400 includes measuring 410 one or more temperatures at one or more remote locations of the LED assembly 10 that are remote from the LED junction 26 (Figure 1) using the temperature sensors 102 (Figure 3).  The remote locations of the LED assembly 10 are described above with reference to the temperature sensors 102 of Figure 3.  As described above, any number of the temperature sensors 102 may be used to measure the temperature at any number of remote locations.  The method 400 further includes receiving 420 the measured temperatures at the remote locations of the LED assembly 10 at the temperature calculation module 106 (Figure 3).  Optionally, the measured temperatures received by the temperature calculation module 106 are first conditioned by the signal conditioning module 108 (Figure 3) as described above.  In some embodiments, a measured temperature received by the temperature calculation module 106 is an actual temperature, while in other embodiments the measured temperature received by the module 106 is a measured electrical resistance of the corresponding temperature sensor 102 at the corresponding remote location.  Alternatively, the measured temperature received by the temperature calculation module 106 is a voltage output of the corresponding temperature sensor 102 at the corresponding remote location.
[0045]      In the exemplary embodiment, the method 400 also includes receiving 430 the measured reference temperature from the reference temperature sensor 104 (Figure 3) at the temperature calculation module 106.  The measured reference temperature received by the temperature calculation module 106 is optionally first conditioned by the signal conditioning module 108 as described above.  Similar to the received measured temperatures at the remote locations, the measured reference temperature may be an actual temperature, a measured electrical resistance of the reference temperature sensor 104, and/or a voltage output of the reference temperature sensor 102.
[0046]     The junction temperature at the LED junction 26 is determined 440 by the temperature calculation module 106 based on the measured temperatures at the remote locations.  More particularly, the measured temperatures at the remote locations are compared with the measured reference temperature using a predetermined relationship to determine 440 the junction temperature at the LED junction 26.  For example, in the exemplary embodiment, the measured electrical resistances at the remote locations are compared with a measured reference electrical resistance of the reference temperature sensor 104 to determine 440 the junction temperature.  Moreover, and for example, in other embodiments actual temperatures at the remote locations are compared with an actual reference temperature of the reference temperature sensor 104 to determine 440 the junction temperature.  In still other embodiments, and for example, voltage outputs of the temperature sensors 102 are compared with a voltage output of the reference temperature sensor 104 to determine 440 the junction temperature.
[0047]     As described above, in the exemplary embodiment, determining 440 the junction temperature includes comparing 442 the measured electrical resistances at the remote locations with the measured reference electrical resistance.  The predetermined relationship between the electrical resistances that is used to determine 440 the junction temperature is based on the Callendar-Van Dusen equation.  For example, in the exemplary embodiment, the junction temperature is determined 440 using the equation: Rt = Ri(1 + αTTj); wherein:
Rt = the measured electrical resistances at the remote location;
Ri = the reference electrical resistance;
αT = error; and
Tj = the junction temperature.
The error αT may be selected to have any value, such as, but not limited to, between approximately 0.1° and 5°C.  Optionally, the value of the error αT is selectively programmable by the user using the user interface 118 (Figure 4).  Other relationships, equations, and/or the like may be used to determine 440 the junction temperature by comparing the measured electrical resistances of the sensors 102 and 104.  Moreover, it should be appreciated by one skilled in the art that the Callendar-Van Dusen equation may be used as a basis to determine the junction temperature by comparing actual temperatures or voltage outputs in a similar manner to that described herein with respect to comparing measured electrical resistances.  Accordingly, determining 440 the junction temperature by comparing actual temperatures or voltage outputs will not be described in more detail herein.
[0048]      The junction temperature may be monitored by the temperature calculation module 106 over a period of time and/or during different environmental conditions.  Based on the monitoring, the effect of different operating conditions affecting the junction temperature at the LED junction 26 can be observed, determined, and/or the like.  Moreover, a reliability and/or an estimated life span of the LED assembly 10 can be observed, determined, and/or the like.  Monitoring the junction temperature may also enable optimization of the size of a heat sink that carries heat away from the LED 14.
[0049]     Various embodiments provide a system and method for determining the junction temperature of an LED.  For example, by practicing at least one of the embodiments, a temperature at a remote location of the LED assembly that is remote from a junction of the LED is measured, and a junction temperature of the junction within the LED is determined based on the measured temperature at the remote location.  A technical effect of at least one embodiment is that the junction temperature can be monitored to determine if enough heat is being drawn away from the LED to prevent an increased rate of light output degradation.
[0050]      The foregoing detailed description of certain embodiments of the subject matter described and/or illustrated herein will be better understood when read in conjunction with the appended drawings.  To the extent that the figures illustrate diagrams of the functional blocks of various embodiments, the functional blocks are not necessarily indicative of the division between hardware circuitry.  Thus, for example, one or more of the functional blocks (e.g., processors or memories) may be implemented in a single piece of hardware (e.g., a general purpose signal processor or a block of random access memory, hard disk, or the like) or multiple pieces of hardware.  Similarly, the functionality of the modules, displays, and/or other components described and/or illustrated herein may be stand alone programs, may be incorporated as subroutines in an operating system, may be functions in an installed software package, and the like.  It should be understood that the various embodiments are not limited to the arrangements and instrumentality shown and/or described herein.
[0051]      The modules of the various embodiments described and/or illustrated herein may be implemented in hardware, software or a combination thereof.  The modules described and/or illustrated herein may be implemented utilizing any combination of dedicated hardware boards, DSPs, processors, etc.  Alternatively, the modules described and/or illustrated herein may be implemented utilizing an off-the-shelf PC with a single processor or multiple processors wherein the functional operations distributed between the processors.  As a further option, the modules described and/or illustrated herein may be implemented utilizing a hybrid configuration in which certain modular functions are performed utilizing dedicated hardware, while the remaining modular functions are performed utilizing an off-the shelf PC and/or the like.  The modules described and/or illustrated herein also may be implemented as software modules within a processing unit.  The modules described and/or illustrated herein may be implemented as part of one or more computers or processors.  The computer or processor may include a computing device, an input device, a display module and an interface, for example, for accessing the Internet.  The computer or processor may include a microprocessor.  The microprocessor may be connected to a communication bus.  The computer or processor may also include a memory.  The memory may include Random Access Memory (RAM) and Read Only Memory (ROM).  The computer or processor further may include a storage device, which may be a hard disk drive or a removable storage drive such as a floppy disk drive, optical disk drive, and the like.  The storage device may also be other similar means for loading computer programs or other instructions into the computer or processor.
[0052]     As used herein, the term “computer” or “module” may include any processor-based or microprocessor-based system including systems using microcontrollers, reduced instruction set computers (RISC), ASICs, logic circuits, and any other circuit or processor capable of executing the functions described herein.  The above examples are exemplary only, and are thus not intended to limit in any way the definition and/or meaning of the terms “computer” or “module”.
[0053]      The computer or processor executes a set of instructions that are stored in one or more storage elements, in order to process input data.  The storage elements may also store data or other information as desired or needed.  The storage element may be in the form of an information source or a physical memory element within a processing machine.    The set of instructions may include various commands that instruct the computer or processor as a processing machine to perform specific operations such as the methods, steps, and/or processes of the various embodiments described and/or illustrated herein.  The set of instructions may be in the form of a software program.  The software may be in various forms such as system software or application software and which may be embodied as a tangible and non-transitory computer readable medium.  Further, the software may be in the form of a collection of separate programs or modules, a program module within a larger program or a portion of a program module.  The software also may include modular programming in the form of object-oriented programming.  The processing of input data by the processing machine may be in response to operator commands, or in response to results of previous processing, or in response to a request made by another processing machine.
[0054]      As used herein, the terms “software” and “firmware” are interchangeable, and include any computer program stored in memory for execution by a computer, including RAM memory, ROM memory, EPROM memory, EEPROM memory, and non-volatile RAM (NVRAM) memory.  The above memory types are exemplary only, and are thus not limiting as to the types of memory usable for storage of a computer program.
WHAT IS CLAIMED IS:
1.  A temperature measurement system (100) for a light emitting diode (LED) assembly (10) that includes an LED (14) having two semiconductors (28, 30) joined together at an LED junction (26), said system (100) comprising:
a temperature sensor (102) operatively connected to the LED assembly (10) at a remote location that is remote from the LED junction (26), the temperature sensor (102) being configured to measure a temperature of the LED assembly (10) at the remote location; and
a temperature calculation module (106) operatively connected to the temperature sensor (102) for receiving the measured temperature at the remote location from the temperature sensor (102), the temperature calculation module (106) being configured to determine a junction temperature at the LED junction (26) based on the measured temperature at the remote location.
2.  The system (100) according to claim 1, wherein the temperature calculation module (106) is configured to determine the junction temperature based on the measured temperature at the remote location using a measured electrical resistance at the remote location.
3.  The system (100) according to claim 1, wherein the temperature calculation module (106) is configured to determine the junction temperature based on the measured temperature at the remote location by comparing a measured electrical resistance at the remote location with a reference electrical resistance.
4.  The system (100) according to claim 1, wherein the temperature calculation module (106) is configured to determine the junction temperature by comparing the measured temperature at the remote location with a reference temperature.
5.  The system (100) according to claim 1, wherein the temperature calculation module (106) is configured to determine the junction temperature based on the measured temperature at the remote location by comparing a voltage output of the temperature sensor (102) with a reference voltage.
6.  The system (100) according to claim 1, wherein the temperature calculation module (106) is configured to determine the junction temperature based on the measured temperature at the remote location using the equation: Rt = Ri(1 + αTTj); wherein:
Rt = a measured electrical resistance at the remote location;
Ri = a reference electrical resistance;
αT = error; and
Tj = the junction temperature.
7.  The system (100) according to claim 1, wherein the temperature sensor (102) comprises at least one of a thermocouple, a smart temperature monitoring integrated circuit, a positive temperature coefficient (PTC) sensor, a negative temperature coefficient (NTC) sensor, or a resistance temperature detector (RTD).
8.  The system (100) according to claim 1, wherein the LED (14) comprises a body (40), the temperature sensor (102) being operatively connected to the body (40) of the LED (14).
9.  The system (100) according to claim 1, wherein the LED (14) comprises a body (40) having a pair of electrical contacts (20) and a thermal pad (54) extending between the electrical contacts (20), the temperature sensor (102) being operatively connected to the thermal pad (54) of the body (40).
10.  The system (100) according to claim 1, wherein the LED (14) comprises a body (40) having a case (42) that includes a thermal pad (54), the thermal pad (54) extending outwardly past an edge of the case (42), the temperature sensor (102) being operatively connected to the thermal pad (54).
11.  The system (100) according to claim 1, wherein the temperature sensor (102) comprises a plurality of temperature sensors that are interconnected to each other in at least one of a series or a parallel arrangement.
12.  A method (400) for determining the junction temperature of a light emitting diode (LED) assembly (10) that includes an LED (14) having two semiconductors (28, 30) joined together at an LED junction (26), said method (400) comprising:
measuring (410) a temperature at a remote location of the LED assembly (10) that is remote from the LED junction (26) using a temperature sensor (102);
receiving (430) the measured temperature at the remote location of the LED assembly (10) at a temperature calculation module (106); and
determining (440) the junction temperature at the LED junction (26) of the LED assembly (10) based on the measured temperature at the remote location using the temperature calculation module (106).
13.  The method (400) according to claim 12, wherein determining the junction temperature comprises using a measured electrical resistance at the remote location.
14.  The method (400) according to claim 12, wherein determining the junction temperature comprises comparing a measured electrical resistance at the remote location with a reference electrical resistance.
15.  The method (400) according to claim 12, wherein determining the junction temperature comprises comparing the measured temperature at the remote location with a reference temperature.
16.  The method (400) according to claim 12, wherein determining the junction temperature comprises comparing a voltage output of the temperature sensor (102) with a reference voltage.
17.  The method (400) according to claim 12 wherein determining the junction temperature comprises using the equation: Rt = Ri(1 + αTTj); wherein:
Rt = a measured electrical resistance at the remote location;
Ri = a reference electrical resistance;
αT = error; and
Tj = the junction temperature.
A temperature measurement system (100) is provided for a light emitting diode (LED) assembly (10) that includes an LED (14) having two semiconductors joined together at an LED junction.  The system (100) includes a temperature sensor (102) operatively connected to the LED assembly (10) at a remote location that is remote from the LED junction.  The temperature sensor (102) is configured to measure a temperature of the LED assembly (10) at the remote location.  A temperature calculation module (106) is operatively connected to the temperature sensor (102) for receiving the measured temperature at the remote location from the temperature sensor (102).  The temperature calculation module (106) is configured to determine a junction temperature at the LED junction based on the measured temperature at the remote location.
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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