(57)【要約】  異なる色の光を放射し、そして個々の発光ダイオードにより放射された異なる色を合成する多色発光ダイオードのような装置。この多色ＬＥＤは、個々の発光ダイオードの各アノードに接続される共通のアノード端子を含む。又、この多色ＬＥＤは、５端子多色ＬＥＤである。更に、この多色ＬＥＤは、２つのアノード端子を含み、その第１のアノード端子は、個々の色のＬＥＤのうちの３つに接続される共通のアノード端子であり、そしてその第２のアノード端子は、白色ＬＥＤのアノードに接続される。この実施形態において、多色ＬＥＤは、６端子多色ＬＥＤである。【選択図】図２
2012531062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
白色光を放射するように動作する白色発光ダイオードと、
着色光を放射するように動作する多色発光ダイオードと、
前記白色発光ダイオード及び多色発光ダイオードに光学的に結合された少なくとも１つの光ガイドであって、前記白色光及び着色光を合成して、出力光を発生するように構成された少なくとも１つの光ガイドと、
を備えた多色発光パッケージ。
【請求項２】
少なくとも、前記少なくとも１つの光ガイドを包囲するハウジングと、
前記ハウジングにより画成されたウインドウであって、前記出力光が通過するウインドウと、
を更に備えた請求項１に記載の多色発光パッケージ。
【請求項３】
４つのカソード端子及び共通のアノード端子を更に備え、カソード及びアノードは、前記ハウジングに接続され、４つのカソード端子の各１つは、白色、赤色、緑色及び青色発光ダイオードの各カソードに１対１のベースで作動的に接続され、そして前記共通のアノード端子は、白色、赤色、緑色及び青色発光ダイオードの全てのアノードに作動的に接続される、請求項１に記載の多色発光パッケージ。
【請求項４】
前記ハウジングは、６つの端子を含み、それら端子の２つは、両方とも、白色、赤色、緑色及び青色発光ダイオードの全てのアノードに接続される、請求項３に記載の多色発光パッケージ。
【請求項５】
第１及び第２のアノード端子を更に備え、それらは、両方とも、前記ハウジングに接続され、その第１のアノード端子は、赤色、緑色及び青色発光ダイオードの全てのアノードに作動的に接続された共通のアノード端子であり、更に、その第２のアノード端子は、前記白色発光ダイオードのアノードに接続される、請求項１に記載の多色発光パッケージ。
【請求項６】
前記多色発光ダイオードは、
赤色発光ダイオード、
青色発光ダイオード、及び
緑色発光ダイオード、
を含み、赤色、緑色及び青色発光ダイオードの各々は、前記少なくとも１つの光ガイドに光学的に結合される、請求項１に記載の多色発光パッケージ。
【請求項７】
前記白色、赤色、緑色及び青色発光ダイオードは、２ｘ２のグリッドに配列される、請求項６に記載の多色発光パッケージ。
【請求項８】
前記白色、赤色、緑色及び青色発光ダイオードは、１ｘ４のグリッドに直線的に配列される、請求項６に記載の多色発光パッケージ。
【請求項９】
前記少なくとも１つの光ガイドは、
前記白色発光ダイオードに光学的に結合されて、第１の傾斜形状を有する第１の光ガイド、及び
前記第１の傾斜形状の光ガイドに隣接し、前記多色発光ダイオードに光学的に結合されて、第２の傾斜形状を有する第２の光ガイド、
を含む請求項１に記載の多色発光パッケージ。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの光ガイドは、
第１の光ガイドを備え、これは、
第１の傾斜形状区分及び第１の細長い延長部を含み、これら第１の傾斜形状区分及び第１の細長い延長部は互いに接触し、更に、
第２の光ガイドを備え、これは、
第２の傾斜形状区分及び第２の細長い延長部を含み、これら第２の傾斜形状区分及び第２の細長い延長部は互いに接触し、更に、
前記第１の光ガイドは、前記白色発光ダイオード及び多色発光ダイオードの一方に光学的に結合され、そして
前記第２の光ガイドは、前記白色発光ダイオード及び多色発光ダイオードの他方に光学的に結合される、請求項１に記載の多色発光パッケージ。
【請求項１１】
前記第１の光ガイドは、前記第２の光ガイドの上に配置され、
前記第２の光ガイドは、前記第１の光ガイドを通して光を伝達するように構成される、請求項９又は１０に記載の多色発光パッケージ。
【請求項１２】
光を発生する方法において、
白色光を放射する第１の発光ダイオードを準備する段階と、
赤色光を放射する第２の発光ダイオードを準備する段階と、
緑色光を放射する第３の発光ダイオードを準備する段階と、
青色光を放射する第４の発光ダイオードを準備する段階と、
少なくとも前記第１の発光ダイオード、第２の発光ダイオード、第３の発光ダイオード及び第４の発光ダイオードをハウジングで取り巻く段階と、
を備えた方法。
【請求項１３】
４つのカソード端子及び共通のアノード端子を前記ハウジングに接続する段階と、
前記４つのカソード端子の各１つを、第１、第２、第３及び第４の発光ダイオードの各カソードに１対１のベースで作動的に接続する段階と、
前記共通のアノード端子を、第１、第２、第３及び第４の発光ダイオードの全てのアノードに作動的に接続する段階と、
を更に備えた請求項１１に記載の光の色を発生する方法。
【請求項１４】
第１及び第２のアノード端子を前記ハウジングに接続する段階と、
前記第１のアノード端子を前記第１、第２及び第３の発光ダイオードの全てのアノードに作動的に接続する段階と、
前記第２のアノード端子を前記第４の発光ダイオードのアノードに作動的に接続する段階と、
を更に備えた請求項１１に記載の光の色を発生する方法。
【請求項１５】
前記第１、第２、第３及び第４の発光ダイオードにより発生された光が前記ハウジングの頂部を通過するように前記ハウジングを構成する段階を更に備えた、請求項１１に記載の光の色を発生する方法。
【請求項１６】
第１、第２、第３及び第４の発光ダイオードを前記ハウジング内で２ｘ２のグリッドに配列する段階を更に備えた、請求項１５に記載の光の色を発生する方法。
【請求項１７】
前記第１、第２、第３及び第４の発光ダイオードを前記ハウジング内で１ｘ４のグリッドに直線的に配列する段階を更に備えた、請求項１５に記載の光の色を発生する方法。
【請求項１８】
前記ハウジングは、前記第１、第２、第３及び第４の発光ダイオードにより発生された光を、前記ハウジングの側部を通して放射するように構成される、請求項１１に記載の光の色を発生する方法。
【請求項１９】
６個の端子を前記ハウジングに接続する段階と、
前記第１、第２、第３及び第４の発光ダイオードの全てのアノードに２つの端子を作動的に接続する段階と、
を更に備えた請求項１３に記載の光の色を発生する方法。
【請求項２０】
前記ハウジングに透明なウインドウを画成して、前記第１、第２、第３及び第４の発光ダイオードから放射される光がその透明なウインドウを通過するようにする段階を更に備えた、請求項１１に記載の光の色を発生する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、発光ダイオードに係り、より特定すれば、多色発光ダイオードに係る。
【０００２】
関連出願の相互参照：本出願は、参考としてここにそのまま援用する２００９年５月１８日に出願された“Reinforced Device Housing”と題する米国ノンプロビジョナル特許出願第１２／４６７，９９８号の優先権を主張する。
【背景技術】
【０００３】
多くの電子コンポーネント、装置及び／又はシステムは、見易さ、装飾、指示器、像形成、等のための光を発生するといった種々の目的に使用できるある形式の光源を使用している。光源の形式は、その用途に基づいて、蛍光、ハロゲン、白熱、水銀蒸気、高圧又は低圧ナトリウム、発光ダイオード（ＬＥＤ）、等々がある。
【０００４】
特に、ＬＥＤは、多数の用途に使用され、より効率的に光を発生する。又、それらは、白熱灯のような他の光源よりも長い動作寿命を発揮することができる。更に、ＬＥＤは、パッケージサイズが小さく、電力効率が高く、等の他の効果も有する。又、ＬＥＤは、熱エネルギーの発生及び／又は伝達が少なく、従って、ＬＥＤを取り巻くケース及び／又はパッケージを他の光源より低温に保持する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＬＥＤは、上述した多数の慣習的な光源より効率的に光を発生できるが、ＬＥＤにより放射される光の強度は、幾つかの目的に対して充分でなく、及び／又はより高い光の強度が望まれる。例えば、ＬＥＤを指示器、見るための光源、バックライト、像形成、等として使用するには、より高い光の強度が望まれる。加えて、ＬＥＤの光強度は、ＬＥＤの色にも依存する。一例において、赤い光は、同じ電力で青い光より強度が高いが、色を同様の強度で表示することが望まれる。従って、この技術分野では、ある強度範囲で複数の色を発生する能力を備えた改良された装置が要望される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一般的に、本発明の一実施形態は、多色発光ダイオードの形態をとる。多色発光ダイオードは、白色光を放射する第１の発光ダイオードと、赤色光を放射する第２の発光ダイオードと、緑色光を放射する第３の発光ダイオードと、青色光を放射する第４の光放射ダイオードと、少なくとも、第１の発光ダイオード、第２の発光ダイオード、第３の発光ダイオード、及び第４の発光ダイオードを取り巻くハウジングとを備えている。又、多色発光ダイオードは、ハウジングに画成されたウインドウも備え、第１、第２、第３及び第４の発光ダイオードの各々がこのウインドウを通して光を放射するようにする。更に、多色発光ダイオードは、４つのカソード端子と、共通のアノード端子とを備え、カソード及びアノードは、ハウジングに接続される。４つのカソード端子の各１つは、第１、第２、第３及び第４の発光ダイオードの各々のカソードに１対１のベースで作動的に接続され、そして共通のアノード端子は、第１、第２、第３及び第４の発光ダイオードの全てのアノードに作動的に接続される。
【０００７】
別の実施形態は、光の色を与える方法の形態をとる。この方法において、白色光を放射する第１の発光ダイオードが、赤色光を放射する第２の発光ダイオード、緑色光を放射する第３の発光ダイオード、及び青色光を放射する第４の光放射ダイオードと共に設けられる。更に、少なくとも、第１の発光ダイオード、第２の発光ダイオード、第３の発光ダイオード、及び第４の発光ダイオードがハウジングによって包囲される。第１、第２、第３及び第４の発光ダイオードの各々に対してハウジングに個別のウインドウが画成され、その各々により放射された光が個別のウインドウを通過する。更に、４つのカソード端子及び共通のアノード端子がハウジングに接続され、そして４つのカソード端子の各１つは、第１、第２、第３及び第４の発光ダイオードの各々のカソードに１対１のベースで作動的に接続され、又、共通のアノード端子は、第１、第２、第３及び第４の発光ダイオードの全てのアノードに作動的に接続される。
【０００８】
本発明のこれら及び他の効果及び特徴は、当業者であれば、本開示を完全に読んだときに明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】多色ＬＥＤの実施形態の回路図である。
【図２】本発明の一実施形態を頂部ファイアリング５端子多色ＬＥＤパッケージとして示す。
【図３】本発明の別の実施形態を側部ファイアリング５端子多色ＬＥＤパッケージとして示す。
【図４】多色ＬＥＤの別の実施形態の回路図である。
【図５】本発明の別の実施形態を頂部ファイアリング６端子多色ＬＥＤパッケージとして示す。
【図６】本発明の別の実施形態を側部ファイアリング６端子多色ＬＥＤパッケージとして示す。
【図７】本発明の更に別の実施形態を別のＬＥＤ多色パッケージにおいて示す。
【図８】別の多色ＬＥＤパッケージの上から下へ見た図である。
【図９】図８のＬＥＤパッケージの断面図で、図８のＡ−Ａ線に沿った１つの規範的な断面図である。
【図１０】図８のＬＥＤパッケージの別の断面図で、図８のＡ−Ａ線に沿った第２の規範的な断面図である。
【図１１】更に別の多色ＬＥＤパッケージの上から下へ見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
一般的に、１つの実施形態は、種々の色を個々に又は組み合わせて放射できるＬＥＤのような電子装置の形態をとる。この実施形態において、ＬＥＤは、互いに異なる色の光を放射できる複数の個々のＬＥＤを備え及び組み込んだ多色ＬＥＤである。例えば、多色ＬＥＤは、赤、緑、青及び白の光の１つを各々放射する個々のＬＥＤを含んでもよい。一般的に、赤の光を放射するＬＥＤは、ここでは「赤色ＬＥＤ」と称され、緑の光を放射するＬＥＤは、ここでは「緑色ＬＥＤ」と称され、等々である。この例を続けると、多色ＬＥＤは、種々の仕方、例えば、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤの放射色を合成するか、白色ＬＥＤを単独で使用するか、及び／又はそれらの組み合わせにより、白色の光を放射することができる。
【００１１】
この実施形態の説明を続けると、多色ＬＥＤは、多数の仕方でパッケージすることができる。その一例において、パッケージの頂部から光を放射することができる。別の例では、パッケージの側部から光を発生することができる。他の実施形態では、ＬＥＤパッケージの構成に基づきパッケージの任意の表面から光を放射することができる。例えば、多色ＬＥＤは、頂部ファイアリング多色ＬＥＤであり、そして多色ＬＥＤパッケージは、パッケージの頂部に画成された透明なウインドウから光を放射することができる。
【００１２】
この実施形態を続けると、多色ＬＥＤは、２つ以上の個々のＬＥＤが共通のアノードを共有するか、各ＬＥＤが個々のアノードを有するか、或いは多色ＬＥＤの個々のＬＥＤの全部が共通のアノードを共有するように構成される。例えば、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤが共通のアノードを共有しそして白色ＬＥＤが個別のアノードを有してもよいし、４つ全部のＬＥＤが共通のアノードを共有してもよいし、等々である。
【００１３】
別の実施形態は、多色ＬＥＤのような単一の装置から白色光を含む種々の色を発生する方法の形態をとる。多色ＬＥＤは、互いに異なる色を各々放射する個々のＬＥＤを含む（又は個々のＬＥＤのあるものが他のものとは異なる色を放射してもよい）。個々のＬＥＤにより放射された異なる色を合成することで、得られる放射された色が異なる色になってもよいし、又は異なる強度の色になってもよい。例えば、多色ＬＥＤは、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤにより各々放射される赤色、緑色及び青色を合成することで白色光を放射し、そして白色ＬＥＤにより放射される白色光を付加的に合成することで白色光の強度を高めてもよい。加えて、白色光は、赤色、緑色、青色及び白色ＬＥＤから放射される光を合成し、次いで、白色ＬＥＤからの白色光を伴わずに赤色、緑色及び青色ＬＥＤから放射される光のみを合成することで白色光を発生することにより、良好な電力効率で発生することができる。
【００１４】
ここに述べる実施形態は、種々の画像処理及び／又は照明システムに使用できることに注意されたい。この実施形態は、種々の表示コンポーネント、モニタ、スクリーン、画像装置、センサ、指示器、及び電気的装置を含み又はそれと共に機能する。本発明の態様は、実際上、光学的及び電気的装置に関連した装置、表示システム、プレゼンテーションシステム、或いは任意の形式の表示及び／又は照明システムを含む装置に使用することができる。従って、本発明の実施形態は、ビジュアルプレゼンテーションに使用されるコンピューティングシステム及び装置、並びに周辺装置、等々に使用することができる。
【００１５】
ここに開示する実施形態を詳細に説明する前に、それら実施形態は、図示された特定の構成の細部への適用に限定されず、他の実施形態も考えられることを理解されたい。又、ここで使用する用語は、説明のためのものであり、それに限定されない。
【００１６】
図１は、規範的な電子装置１００の回路図である。この電子装置１００は、１つ以上の色の光を放射するように構成された多色ＬＥＤ１００である。典型的に、この多色ＬＥＤは、色範囲に対応するある波長の光を各々放射できる２つ以上の個々のＬＥＤを含む。一般的に、単一のＬＥＤは、赤のような単一の色の波長を放射する。ＬＥＤへの電圧又はそのデューティサイクルを変化させることで、放射光の強度を変化させることができる。あるＬＥＤでは、入力電圧を変化させると、出力光の波長を変化させることができる。多色ＬＥＤの各個々のＬＥＤは、同じ色を放射してもよいし、又は異なる色を放射してもよい。例えば、多色ＬＥＤは、４つのＬＥＤを有し、４つのＬＥＤ全部が赤色光を放射してもよいし、又は４つのＬＥＤのうちの２つが赤色光を放射し、１つのＬＥＤが緑色光を放射しそして残りのＬＥＤが青色光を放射してもよいし、或いは各々のＬＥＤが全て他のものとは異なる色の光を放射してもよい。加えて、多色ＬＥＤは、種々の数の個々のＬＥＤを適宜含んでもよい。別の例では、図１に示すように、多色ＬＥＤ１００は、単一のパッケージ内に収容され、又、４つの個々のＬＥＤ、特に、白色ＬＥＤ１３０、赤色ＬＥＤ１３２、緑色ＬＥＤ１３４、及び青色ＬＥＤ１３６を含む。
【００１７】
図１は、各個々のＬＥＤから異なる色を発生する多色ＬＥＤを示す。この多色ＬＥＤ１００は、４つのＬＥＤしか含んでいないが、２つ以上のいかなる数の個々のＬＥＤを含んでもよく、個々のＬＥＤは、互いに同じ色を発生しても異なる色を発生してもよい。加えて、ＬＥＤ１３０、１３２、１３４及び１３６は、図１において左から右へ特定の順序で且つ特定の色で構成されたように示されているが、多色ＬＥＤの個々のＬＥＤは、種々の配列で構成されてもよいし、より少数のＬＥＤ又はより多数のＬＥＤを含んでもよいし、種々の色を放射してもよい。
【００１８】
一般的に、ＬＥＤは、可視光線、紫外線及び赤外線スペクトルにわたる波長の光を放射する。図１の例において、多色ＬＥＤ１００は、２つ以上の色を合成して、赤、緑、青又は白以外の色を発生することにより、単一のＬＥＤで発生される以外の色を放射することができる。色を合成して異なる色を発生することは、「加算的色混合」と称される。例えば、ＬＥＤは、赤色光及び青色光を合成することでマゼンタ色を放射することができる。別の例では、ＬＥＤは、同じ強度の赤色光、緑色光及び青色光を合成することで白色光を放射することができる。異なる色の光を白色光と合成することは、以下で詳細に述べる。ここでは、特定の色を参照するが、そのような色は、任意の波長範囲でもよいことを理解されたい。例えば、波長６１０ナノメータ（ｎｍ）と７６０ｎｍとの間の光を放射するＬＥＤにより発生される色は、「赤く」見え、「赤」と称される。
【００１９】
ＬＥＤの色を合成して異なる色を発生することはできるが、色の飽和を変化させ及び／又はより高い強度を与えるように合成することもできる。ここで使用する飽和は、一般的に、得られる色における白色光の量を指す。例えば、白色光及び赤色光を合成して、パステルレッド（低飽和の赤）と称される色を発生することができる。これらの作用の各々について、以下に詳細に説明する。
【００２０】
得られる色は、２つの光源のいずれにより放射される色と異なってもよく、或いは２つの光源の一方と同様の色として見えてもよい。例えば、赤色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤにより放射される光を合成して黄色を発生することができ、この黄色は、赤色ＬＥＤ又は青色ＬＥＤにより放射される光を個々に見たときにそのいずれより高い強度でよい。別の例において、赤色ＬＥＤ及び白色ＬＥＤにより放射される光を合成して赤みがかった色を放射することができ、これは、赤色ＬＥＤ又は白色ＬＥＤのいずれか一方により放射される光を個々に見たときにそれより高い強度でよい。合成される放射光は、赤色ＬＥＤにより放射される赤色光を個々に見たときそれよりパステルレッドに近い色（低飽和の赤）である。一般的に、ある定義された電力で２つ以上の光源から放射される光を一緒に加算すると、２つの成分光源の各々と個々に比較したときに強度が高く且つ異なる色合い又は飽和をもつ出力光が生じる。
【００２１】
各個々のＬＥＤにより放射される光の強度を変化させることにより、色の合成も変化させることができる。一般的に、ＬＥＤは、異なる強度で色を放射する。例えば、赤色ＬＥＤ１３２により放射される赤色光は、白色ＬＥＤ１３０により放射される白色光と合成されて、パステル（強烈であるが）カラーの赤を発生するが、２つの放射色は、異なる強度を有してもよい。この例を続けると、赤色ＬＥＤ１３２により放射される赤色光が最小強度であり、そして白色ＬＥＤ１３０により放射される白色光が最大強度であり、従って、薄桃色の白色光を発生する。或いは又、赤色ＬＥＤ１３２により放射される赤色光が最大強度にあり、そして白色ＬＥＤ１３０により放射される白色光が最小強度にあって、若干薄れた赤みがかった色として見える低飽和の赤色を発生する。個々のＬＥＤにより放射される光の強度を変えることで発生される色合成は、個々のＬＥＤによって放射される光の周波数範囲のいずれか１つの中に入っても入らなくてもよい。
【００２２】
図１の実施形態では、白色光は、赤色ＬＥＤ１３２、緑色ＬＥＤ１３４及び青色ＬＥＤ１３６の３つの放射色を合成するか、白色ＬＥＤ１３０から白色光を放射するか、或いは種々の他の色を適宜組み合わせて合成して白色光を発生する、等の種々の仕方で発生することができる。換言すれば、いかなる数の色を適当な組み合わせで合成しても、白色光を発生することができる。例えば、マゼンタＬＥＤにより放射されるマゼンタ光を緑色ＬＥＤにより放射される緑色光と合成して白色光を発生することができる。
【００２３】
加えて、上述したように、多色ＬＥＤは、３つのＬＥＤ（赤色ＬＥＤ１３２、緑色ＬＥＤ１３４、青色ＬＥＤ１３６）及び白色ＬＥＤ１３０の組み合わせにより放射される光を合成することにより高い強度で白色光を放射することができる。白色ＬＥＤ１３０を、図１の３つのＬＥＤ１３２、１３４、１３６と組み合わせて使用して、３つのＬＥＤにより発生される白色光の強度を高めてもよいし、或いはＬＥＤ１００の電力効率を高めるように使用してもよい。例えば、同じ強度を仮定すると、白色ＬＥＤ１３０は、３つのＬＥＤを組み合わせて使用して白色光を発生するのと比較して、より効率的に白色光を発生することができる。一般的に、ここに述べるＬＥＤの電力効率は、単位電力入力当りの光出力を指す。
【００２４】
一般的に、ＬＥＤは、カソード及びアノードを有する。ＬＥＤが順方向バイアスされ、スイッチ「オン」され、又はスイッチが閉じた、に関連してここで使用する句は、全て、同じＬＥＤ状態を指すもので、全て、上述した状態にあるときに個々のＬＥＤが光を放射できることを指示する。
【００２５】
更に図１を参照すれば、白色ＬＥＤ１３０、赤色ＬＥＤ１３２、緑色ＬＥＤ１３４及び青色ＬＥＤ１３６は、作動的に又は直接接続されそして互いに並列である。多色ＬＥＤ１００は、共通のアノード１２０と、個別のカソード１１０、１１２、１１４、１１６とを含む。ＬＥＤ１３０、１３２、１３４及び１３６のアノード及びカソードは、パッケージの各端子に作動的に又は直接接続され、接続については、以下に詳細に述べる。一般的に、共通のアノードは、使用について高い融通性を与える。例えば、共通のアノードをもつ多色ＬＥＤは、その共通のアノードに接続された複数の端子を含み、従って、多色ＬＥＤの共通のアノードに接続するための多数の仕方を与える。
【００２６】
図１において、白色ＬＥＤ１３０は、共通アノード１２０に接続される。同様に、赤色ＬＥＤ１３２、緑色ＬＥＤ１３４及び青色ＬＥＤ１３６も、共通のアノード１２０に接続される。更に、白色ＬＥＤ１３０は、第１のカソード１１０に接続され、赤色ＬＥＤ１３２は、第２の個別のカソード１１２に接続され、緑色ＬＥＤ１３４は、第３の個別のカソード１１４に接続され、そして青色ＬＥＤ１３６は、第４の個別のカソード１１６に接続される。一般的に、共通のアノードは、２つ以上のＬＥＤアノードに接続され、これは、図４−６を参照して以下に詳細に説明する。
【００２７】
図２は、頂部ファイアリング５端子ＬＥＤパッケージ２００の１つの規範的実施形態の上面図である。図２に示す実施形態は、図１に示す同じＬＥＤ接続を有する。このＬＥＤパッケージ２００は、パッケージの頂部から光を放射し、そして図１に示すものと同様の多色ＬＥＤを収容する。図１及び２を参照してここに述べる例は、白色、赤色、緑色及び青色を使用するが、いかなる色のＬＥＤが使用されてもよい。
【００２８】
図２に示すように、ＬＥＤパッケージ２００は、多色ＬＥＤにより放射される色が通過するところの１つのウインドウを含む。別の実施形態では、複数のウインドウがあってもよい。例えば、ＬＥＤパッケージは、各個々のＬＥＤにより放射される光を各々放射する４つのウインドウを含む。別の例では、ＬＥＤパッケージは、２つのウインドウを含み、白色ＬＥＤにより放射される光は、第１のウインドウを通過し、そして赤色、緑色及び／又は青色ＬＥＤにより放射される光は、第２のウインドウを通過する。
【００２９】
個々のＬＥＤから放射される光は、ＬＥＤパッケージ２００内又はそれに隣接して配置されるか或いはその一部分として形成された光ガイド（図示せず）を使用して結合される。個々のＬＥＤの構成（以下に述べる）に基づいて、１つ以上の光ガイドをＬＥＤパッケージ内に使用して、ＬＥＤからＬＥＤパッケージのウインドウを通して光を結合することができる。ここに述べるように、ＬＥＤという語は、ＬＥＤダイも含む。例えば、１つの光ガイドは、４つのＬＥＤの１つから放射される光をＬＥＤパッケージのウインドウから放射するように４つのＬＥＤからの光を結合する。或いは又、ＬＥＤパッケージは、２つのウインドウを有し、従って、２つの光ガイドが使用されてもよい。第１の光ガイドは、白色ＬＥＤから第１のウインドウを通して光を結合し、そして第２の光ガイドは、赤色、緑色及び／又は青色ＬＥＤのいずれかから第２のウインドウを通して光を結合する。
【００３０】
更に、図２に示すパッケージ内の個々のＬＥＤの物理的な配列は、２ｘ２のグリッドで配列されてもよいし、或いは水平の直線的パターン、垂直の直線的パターン、又はランダム性を含むグリッドパターンで配列されてもよい。パッケージ内のＬＥＤの構成は、パッケージの意図された使用、ＬＥＤのサイズ、パッケージから放射されるべき色の希望の均一性、等に基づいてもよい。例えば、多色ＬＥＤから放射される光の色の均一性及び強度の均一性を高めるために、白色ＬＥＤが中心に配置されそして赤色、緑色及び青色ＬＥＤが白色ＬＥＤの周りに配列されてもよい。
【００３１】
図２のＬＥＤパッケージ２００は、５つの機能的に異なる端子を含む６つの物理的端子を有し、従って、ＬＥＤパッケージ２００は、ここでは「５端子ＬＥＤ」パッケージと称される。２つの端子、即ち第１のアノード端子２２０及び第２のアノード端子２２２は、多色ＬＥＤの共通アノードに作動的に又は直接接続される。ＬＥＤパッケージ２００は、２つのアノード端子、即ち第１のアノード端子２２０及び第２のアノード端子２２２を含むが、両アノード端子は、機能的に同じ目的を果たす。換言すれば、図２の第１及び第２のアノード端子２２０及び２２２は、図１の共通アノード１２０に作動的に又は直接接続され、交換可能に使用される。異なるアノード接続については、以下で詳細に接続する。
【００３２】
ＬＥＤパッケージ２００は、図２に示す４つのカソード端子も含む。カソード端子２１０は、図１の白色ＬＥＤ１１０のカソードに作動的に又は直接接続され、そしてカソード端子２１２、２１４及び２１６は、図１の赤色ＬＥＤ１１２、緑色ＬＥＤ１１４及び青色ＬＥＤ１１６のカソードに作動的に又は直接接続される。一般的に、端子は、端子を直接接続と同様に動作するのを許す種々の配列で作動的に接続されると称される。例えば、端子は、抵抗器のような付加的な電気的コンポーネントが端子とＬＥＤとの間の接続に挿入されても、作動的に接続される。加えて、端子は、ＬＥＤパッケージ２００を他の６端子装置パッケージと交換可能に使用できるように配置される。ＬＥＤパッケージは、バックライト型キーボードが、各個々のキーの下にあって各キーを背面から照らす１つのＬＥＤパッケージを有するようなサイズとされる。しかしながら、ＬＥＤパッケージ２００のサイズは、ＬＥＤパッケージの意図された使用、個々のＬＥＤ大のサイズ、等に依存する。
【００３３】
図３は、側部ファイアリング５端子ＬＥＤパッケージ３００の別の規範的実施形態の側面図である。図３に示す実施形態は、図１に示す同じＬＥＤ接続を有する。ＬＥＤパッケージ３００は、パッケージの側部から透明なウインドウを通して光を放射し、そして図２のＬＥＤパッケージ２００と同様に、多色ＬＥＤを包囲する。図３において、多色ＬＥＤパッケージ３００は、白色光、赤色光、緑色光及び青色光を各々放射する個々のＬＥＤ３３０、３３２、３３４及び３３６を含む。個々のＬＥＤは、図１について述べた多色ＬＥＤ内に構成される。ここに述べる例は、白色、赤色、緑色及び青色を使用するが、いかなる色のＬＥＤが使用されてもよい。
【００３４】
図３は、５つの機能的に異なる端子を含む６つの物理的端子を有する。第１及び第２のアノード端子３２０及び３２２は、多色ＬＥＤの共通アノードに作動的に又は直接接続される。図２を参照して上述したように、ＬＥＤパッケージ３００は、２つのアノード端子３２０及び３２２を含むが、両アノード端子は、いずれのアノード端子３２０、３２２も交換可能に使用できるという点で、機能的に同じ目的を果たす。
【００３５】
この側部ファイアリングＬＥＤパッケージ３００も、４つのカソード端子を含む。カソード端子３１０は、図３の白色ＬＥＤ３１０のカソードに作動的に又は直接接続され、そしてカソード端子３１２、３１４及び３１６は、図３の赤色ＬＥＤ３１２、緑色ＬＥＤ３１４及び青色ＬＥＤ３１６のカソードに作動的に又は直接接続される。加えて、ダイ及びＬＥＤパッケージ端子は、特定の順序で示されているが、ダイ及びパッケージ端子は、いかなる順序で配列されてもよい。又、図３のアノード端子３２０、３２２は、互いに隣接して示されているが、カソード端子と交互に、ＬＥＤパッケージの対向端に、等々を含めて、ＬＥＤパッケージのいかなる位置に配置されてもよい。白色ＬＥＤ３３０及び青色ＬＥＤ３３６は、両方とも共通アノード（図１に示す）に接続されるので、第１又は第２のアノード端子３２０、３２２のいずれかを電源に接続して、ＬＥＤ３３０、３３６をスイッチオンすることができる（換言すれば、ＬＥＤ３３０、３３６をターンオンするのに、第１及び第２の両方のアノード端子３２０、３２２を電源に接続する必要はない）。
【００３６】
ＬＥＤパッケージの意図された使用に基づき、頂部ファイリング又は側部ファイアリングのいずれのＬＥＤパッケージ２００を使用してもよい。例えば、キーボードを後方照明するためには、パッケージの頂部から光を放射できるので、頂部ファイアリングのＬＥＤパッケージを使用することができる。換言すれば、バックライト型キーボードでは、多色ＬＥＤがキーボードの下に配置され、従って、頂部ファイアリングＬＥＤパッケージを使用するのが有用である。
【００３７】
図４は、電子装置４００の別の実施形態の回路図である。この電子装置４００は、１つ又は複数の色を個々に又は任意の組み合わせで放射する多色ＬＥＤで、これは、個々のＬＥＤ４３０、４３２、４３４、４３６を含む。図１に示す実施形態と同様に、個々のＬＥＤ４３０、４３２、４３４、４３６は、白色、赤色、緑色及び青色を各々放射する。図４の回路図は、２つのアノード４２０及び４２２を含み、アノード４２２は、赤色ＬＥＤ４３２、緑色ＬＥＤ４３４及び青色ＬＥＤ４３６に対する共通アノードである。６端子多色ＬＥＤでは、アノード４２２は、個々のＬＥＤアノードのいずれか３つに接続される。１つの例では、アノード４２２は、白色ＬＥＤ４３０、赤色ＬＥＤ４３２及び緑色ＬＥＤ４３４のアノードに接続される。
【００３８】
図４を参照して述べる６端子多色ＬＥＤは、図５に示すＬＥＤパッケージ内に含まれる。従って、図５に示す実施形態は、図４に示す同じＬＥＤ接続を有する。図５は、頂部ファイアリング６端子ＬＥＤパッケージ５００の上面図である。図３に示すＬＥＤパッケージと同様に、頂部ファイアリングＬＥＤパッケージ５００は、その頂部から光を放射し、６個の物理的端子を有している。ＬＥＤパッケージ５００は、第１のアノード５２０及び第２のアノード５２２を含み、これらは、異なる個々のＬＥＤアノードに接続され、互いに交換可能ではない。というのは、というのは、第１及び第２のアノードの機能が互いに異なるからである。図５の実施形態において、望ましい放射光の色に基づき、第１のアノード５２０又は第２のアノード５２２のいずれかが電源に接続され、従って、各ＬＥＤに接続される。例えば、第１のアノード５２０は、電源に接続され、そして白色ＬＥＤ５３０から白色光が放射される。又、図５は、カソード５１０、５１２、５１４、５１６も含み、これらは、白色ＬＥＤ５３０、赤色ＬＥＤ５３２、緑色ＬＥＤ５３４及び青色ＬＥＤ５３６のカソードに作動的に及び／又は直接接続される。
【００３９】
図５に示す実施形態の一例において、ＬＥＤパッケージは、赤色光及び白色光を放射する。この例では、両アノード５２０、５２２は、ＬＥＤ５３０、５３６をスイッチオンできるように電源に接続される。図３に示す実施形態とは異なり、そして上述したように、アノード５２０は、白色ＬＥＤ５３０のアノード端子に接続され、そしてアノード５２２は、赤色、緑色及び青色ＬＥＤのアノードに接続される。更に、カソード５１０、５１６は、ＬＥＤ３３０、３３６がスイッチオンされて各々白色光及び青色光を放射するように電源に接続される。
【００４０】
図５の別の例において、ＬＥＤパッケージ５００は、黄色を放射することができる。この例では、緑色ＬＥＤ５３４及び青色ＬＥＤ５３６のアノード５２２及びカソードは、個々の青色及び緑色ＬＥＤが光を放射できるように電源に接続される。この例を続けると、アノード５２０を電源に接続する必要がないので、白色ＬＥＤ５３０は光を放射しない。白色ＬＥＤ５３０のアノードが電源に接続されないので、白色ＬＥＤ５３０は、たとえカソードにバイアスが印加されてもスイッチオンする能力を有する。
【００４１】
図６は、６端子の側部ファイアリングＬＥＤパッケージ６００であるＬＥＤパッケージ６００の更に別の実施形態を示す。図６に示す実施形態は、図４に示す同じＬＥＤ接続を有する。図３を参照して既に述べたように、側部ファイアリングＬＥＤパッケージ６００は、パッケージの側部から光を放射し、４つの個々のＬＥＤ（例えば、白、赤、緑及び青）を含み、そして個々のＬＥＤから放射された光を通すことのできるウインドウを含む。ＬＥＤパッケージ６００は、ＬＥＤ４００のアノード４２０、４２２と同様に接続されるアノード６２０、６２２を含む。アノード６２０は、白色ＬＥＤ６３０のアノードに接続され、そしてアノード６２２は、赤色ＬＥＤ６３２、緑色ＬＥＤ６３４及び青色ＬＥＤ６３６のアノードに接続される共通アノードに接続される。又、図５のＬＥＤパッケージ５００と同様に、アノード６２０及び６２２は、両方とも電源に接続され、従って、ＬＥＤのいずれの１つもスイッチオンして光を放射させることができる。
【００４２】
ここでは、５及び６端子パッケージを一例として説明したが、パッケージは、いかなる数の端子を含んでもよい。例えば、ＬＥＤパッケージは、４つの色を放射できる多色ＬＥＤを含んでもよい。多色ＬＥＤは、図４の回路図と電気的に同様に構成され、ここで、多色ＬＥＤは、４つの個々のＬＥＤを含むと共に、２つのアノードも含み、その１つは、３つのＬＥＤ（赤色、緑色及び青色ＬＥＤ）アノードに対する共通アノードであり、そして第２のアノードは、個々の白色ＬＥＤアノードに接続される。又、パッケージは、１０個の端子も含む、そのうちの４つの端子は、個々のＬＥＤのカソードに接続され、２つの端子は、白色ＬＥＤのアノードに接続され、そして残りの３つの端子は、３つの個々の色のＬＥＤの共通アノードに接続される。
【００４３】
別の実施形態において、側部ファイアリングＬＥＤパッケージは、青色ＬＥＤ及び白色ＬＥＤがアクティブであるときに青色光及び白色光を放射する。この実施例では、側部ファイアリングＬＥＤパッケージは、４つの異なる色のＬＥＤ（例えば、白、赤、緑、青）を有し、各ＬＥＤは、個別のアノード及び個別のカソードを有する。従って、各個々のＬＥＤから異なる強度の光を発生することができ、そして同時に２つ以上のＬＥＤが光を放射することができる。例えば、青色光及び白色光のアノードは、青色及び白色ＬＥＤがスイッチオンされて各々青色及び白色の光を放射し、そしてその各々により発生される光の強度が別々に制御されるように、個別の電源に別々に接続される。
【００４４】
図７は、更に別のＬＥＤパッケージ７００を示す。このＬＥＤパッケージ７００は、種々の数の端子を含むように構成されるが、図７では５つの端子で示されている。このＬＥＤパッケージ７００は、図１−６を参照して述べたＬＥＤパッケージと同様に機能する。
【００４５】
図８は、２つの側部ファイアリングＬＥＤ、即ち１つの多色ＬＥＤ８１０及び１つの白色ＬＥＤを有する多色ＬＥＤパッケージ８００の具現化を示す。図８に示すように、多色ＬＥＤ８１０及び白色ＬＥＤ８２０は、光ガイド８３０の両側に位置される。ＬＥＤをこのように配置することにより、その各々は、放射光に対して比較的大きく且つ均一な分散パターンを有することができる。というのは、いずれのＬＥＤも、隣接する一方の側に、その他側より接近して配置されないからである。パッケージ８５０は、ＬＥＤ及び光ガイドを取り巻き、破線で示されている。このようなパッケージは、ここに述べるこの実施形態又は他の実施形態に関して任意であることに注意されたい。更に、パッケージ、ＬＥＤ及び／又は光ガイドは、一般的に、プリント回路板８４０のようなベースに位置され又はそれに電気的に接続される。
【００４６】
図９は、一般的に図８のＡ−Ａ線に沿った図８のＬＥＤパッケージ８００の１つの規範的断面図である。特に、図９は、多色ＬＥＤ９１０及び白色ＬＥＤ９２０のための光ガイド９３０、９４０の構成を示す。各光ガイド９３０、９４０は、垂直断面が一般的に傾斜形状で且つ横方向断面が長方形プリズムである（長方形プリズムの長さは、傾斜部の角度の付いた縁のために、断面が取られる点と共に変化する）。第１の光ガイド９４０は、導波部の上の品目に照射するように多色ＬＥＤ９１０からの光を望ましいパターンで指向し及び／又は拡散する一方、第２の光ガイド９３０は、白色ＬＥＤ９２０に対して同じことを行う。第２の光ガイド９３０は、第１の光ガイド９４０の散乱パターンを考慮するように構成されることに注意されたい。即ち、第２の光ガイドが第１の光ガイドの下に配置されているので、両方が協働して、白色ＬＥＤのための望ましい最終的照射パターンを与えることができる。
【００４７】
別の実施形態において、上部の、第１の光ガイドは、白色ＬＥＤ９２０に光学的に結合され、そして第２の、下部の光ガイド９３０は、多色ＬＥＤ９１０に光学的に結合される（例えば、ＬＥＤの位置がひっくり返されてもよい）。
【００４８】
図１０は、特に、光ガイド１０１０、１０２０の構成に対する、図８のＬＥＤパッケージ８００の別の構造を示す。この断面は、この別の構造が使用されるときに図８のＡ−Ａ線に沿ったものでもある。ここでは、図９の光ガイド９１０、９２０のような傾斜形状に代わって、各光ガイド１０１０、１０２０は、傾斜形状部分１０３０、１０４０及び長方形プリズム部分１０５０、１０６０から形成される。各傾斜形状部分は、それに関連する長方形プリズム部分に隣接し且つ接触している。傾斜形状部分は、適当なＬＥＤ８１０、８２０を出る光を長方形プリズムへと上方又は下方に指向し、ここで、光は、上方に放射される。更に、各長方形プリズム１０５０、１０６０の端における陰影付けされたエリア１０７０、１０８０は、光ガイドの一部分であって同じ材料から形成されてもよく、この場合、それらは、隣接する長方形プリズムに接触し、又は空気で空にされてもよく、或いは絶縁体、不透明又は反射材料のような別の材料で形成されてもよい。
【００４９】
図８−１０は、多色ＬＥＤ及び白色ＬＥＤをＬＥＤパッケージの両側に示しているが、ＬＥＤは、同じ側又は隣接側に配置されてもよいことが明らかである。同じ側にある場合には、ＬＥＤは、横に並ぶか、垂直に積み重ねられるか、又は分離される。更に、ある実施形態では、複数の白色ＬＥＤ、複数の多色ＬＥＤ、或いは１つの白色ＬＥＤ及び幾つかの色放射ＬＥＤを使用してもよい。１つの規範的実施形態では、２つの白色ＬＥＤが使用される。ＬＥＤの光ガイドは、図１１の上から下を見た図に最も効果的に示したように、パッケージ１１００の側部間に延びる２つの角度付きコーナー１１１０、１１２０を有する。白色ＬＥＤ１１３０、１１４０は、これらの角度付きコーナーに隣接して配置され、パッケージ１１００の内部から光ガイド（図示せず）へ光が放射されるようにする。各々の角度付けされたコーナーは、隣接する側壁から約１３５°で延びるので、白色ＬＥＤにより放射される白色光は、均一に分散され混合される。両方の白色ＬＥＤに対して、又は白色ＬＥＤ及び多色ＬＥＤ１１５０の両方に対して、単一の光ガイドが使用されてもよいことが明らかである。この場合も、多色ＬＥＤに代わって複数の単色ＬＥＤが使用されてもよい。同様に、ある実施形態では、２つの多色ＬＥＤ及び単一の白色ＬＥＤが使用され、そして図１１に示す位置が反転される。更に、ある実施形態では、コーナーの角度が１３５°より大きくても小さくてもよい。更に別の態様では、パッケージ８５０が角度付けされたコーナーを有し、そしてＬＥＤがパッケージの外側に着座されてもよい。
【００５０】
本発明は、特定の装置、構成、コンポーネント、システム及び動作方法について説明したが、当業者であれば、本開示を読んだときに、本発明の精神又は範囲を逸脱せずに、ここに述べた実施形態及び／又はそれらの動作に幾つかの変更や修正がなされ得ることが明らかであろう。従って、本発明の適切な範囲は、特許請求の範囲によって限定される。ここに開示する種々の実施形態、動作、コンポーネント及び構成は、一般的に、例示に過ぎず、その範囲を限定するものではない。
【符号の説明】
【００５１】
１００：電子装置（多色ＬＥＤ）
１２０：共通アノード
１１０、１１２、１１４、１１６：カソード
１３０：白色ＬＥＤ
１３２：赤色ＬＥＤ
１３４：緑色ＬＥＤ
１３６：青色ＬＥＤ
２００：ＬＥＤパッケージ
２１０、２１２、２１４、２１６：カソード端子
２２０：第１のアノード端子
２２２：第２のアノード端子
３００：側部ファイアリング５端子ＬＥＤパッケージ
３１０、３１２、３１４、３１６：カソード端子
３２０、３２２：アノード端子
３３０、３３２、３３４及び３３６：個々のＬＥＤ
４００：電子装置（多色ＬＥＤ）
４２０、４２２：アノード
４３０、４３２、４３４、４３６：個々のＬＥＤ
【図１】
2012531062.tif 000003
【図２】
2012531062.tif 000004
【図３】
2012531062.tif 000005
【図４】
2012531062.tif 000006
【図５】
2012531062.tif 000007
【図６】
2012531062.tif 000008
【図７】
2012531062.tif 000009
【図８】
2012531062.tif 000010
【図９】
2012531062.tif 000011
【図１０】
2012531062.tif 000012
【図１１】
2012531062.tif 000013
【国際調査報告】
2012531062.tif 000014
2012531062.tif 000015