專利名稱：關(guān)聯(lián)地控制彩色光源的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及照明控制并且更特別地涉及不同彩色光源的控制。
背景技術(shù)：
在本領(lǐng)域中知曉許多用于控制從不同彩色光源發(fā)出的混合光的色度的方法和設(shè)備。還知曉電磁光譜的可見部分或近可見部分的單波長或頻率的集合(set)可表示為色度值的子集，被稱為光語軌跡。具有相對窄頻帶發(fā)射光鐠的光源，諸如例如一些類型的發(fā)光二極管(LED),可被設(shè)計以有效地產(chǎn)生期望的色度的光。同樣地，來自不同顏色LED的光可被混合以產(chǎn)生期望的色度的光，只要期望的色度處于可實現(xiàn)的色域內(nèi)。為此，不同顏色的LED典型地與照明設(shè)備(luminaire)或器材(fixture)形式的合適光學(xué)系統(tǒng)相結(jié)合?；诔浞挚煽財?shù)量的不同顏色LED,例如紅、綠和藍(lán)(RGB) LED的適當(dāng)設(shè)計的照明設(shè)備，能夠產(chǎn)生處于LED的各個色度所限定的色域內(nèi)的多種色度的光，這是公知的?；诙嗌獿ED的照明設(shè)備還可用于產(chǎn)生可變相關(guān)色溫(CCT)的白光，因為白光是色度的子集，被稱為普朗克軌跡，這也是公知的?；诙嗌庠吹恼彰髟O(shè)備所產(chǎn)生的混合光的彩色再現(xiàn)指數(shù)(CRI)能夠以下述多種不同方式得以提高通過為照明設(shè)備添加具有不同顏色的新光源，或在限制范圍內(nèi)加寬照明設(shè)備內(nèi) 一個或多個彩色光源的光語帶寬，然而這可以降低照明設(shè)備的整體色域。這尤其與通常需要高CRI的白光源相關(guān)。 存在許多用于控制基于多色光源的照明設(shè)備的系統(tǒng)和方法，基于多色光源的照明設(shè)備例如為本領(lǐng)域中公知的基于多色LED的照明設(shè)備。 例如，國際專利申請出版物No.WO/2007/090283描述了一種光源強(qiáng)度控制系統(tǒng)和方法。所述光源包括用于產(chǎn)生具有第 一 波長范圍的光的一個或多個第一發(fā)光元件和用于產(chǎn)生具有第二波長范圍的光的一個或多個第二發(fā)光元件。第 一發(fā)光元件和第二發(fā)光元件響應(yīng)于為其提供的單獨的控制信號?？刂葡到y(tǒng)接收來自 一個或多個傳感裝置的表示操作溫度的信號，并基于光的期望的顏色和操作溫度確定第一和第二控制信號。作為接收的第一和第二控制信號的結(jié)果，第一和第二發(fā)光元件所發(fā)出的光被混合以基本獲得光的期望的顏色。產(chǎn)生的光的期望的顏色因此基本獨立于發(fā)光元件操作特性變化所引起的結(jié)溫。 國際專利申請出版物No.WO/2006/105649描述了 一種具有可調(diào)的相關(guān)色溫的白光照明設(shè)備。照明設(shè)備系統(tǒng)包括用于產(chǎn)生具有特定色溫的白光的一個或多個白光發(fā)光元件。所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括一個或多
個第一彩色發(fā)光元件和一個或多個第二彩色發(fā)光元件。照明設(shè)備系統(tǒng)將第 一 和第二彩色發(fā)光元件產(chǎn)生的彩色光與特定色溫的白光相混合，以便
產(chǎn)生具有期望的相關(guān)色溫的白光。 美國專利No.7,014,336描述了用于產(chǎn)生和調(diào)制照明條件的系統(tǒng)和方法。用于產(chǎn)生和/或調(diào)制照明條件的所述系統(tǒng)和方法能夠產(chǎn)生期望的和可控顏色的高質(zhì)量光，用于生產(chǎn)用于產(chǎn)生期望的和可再現(xiàn)顏色的光的照明器材，以及用于在構(gòu)造照明器材之后在預(yù)定范圍內(nèi)修改光的色溫或色相(colour shade )。在一個實施例中，能夠產(chǎn)生一定范圍顏色的光的LED照明單元用于提供光或補(bǔ)充環(huán)境光以便提供適于寬范圍應(yīng)用的照明條件。 美國專利申請出版物No.2005/0237733描述了一種用于通過改變彩色再現(xiàn)指數(shù)(CRI)和相關(guān)色溫(CCT)中的至少一個并維持照度級來控制照明以減少光源能耗的方法和系統(tǒng)。所述方法和系統(tǒng)感測人在空間中相對于照亮該空間的光源的移動，并在人們處于第 一 位置時自動地和單獨地調(diào)節(jié)形成每個各自光源的多個固態(tài)照明裝置至第 一照明條件，其中燈以第一電功率級分別地發(fā)射第一照度級和第一 CRI的光；以及在人們處于第二位置時調(diào)節(jié)至第二照明條件，其中光源以比第一電功率級低的電功率級各自地發(fā)射第 一照度級和比第一 CRI小的CRI的光。 然而，已知的方法和設(shè)備是復(fù)雜的或要求元件的數(shù)量隨光源顏色的數(shù)量按比例增加，因此是不經(jīng)濟(jì)的。因此，存在對用于控制基于多色光源的照明設(shè)備的新方法和系統(tǒng)的需求。 提供該背景技術(shù)信息是為了展示申請人認(rèn)為的可能與本發(fā)明相關(guān)的信息。不必企圖承認(rèn)前面的任何信息構(gòu)成對抗本發(fā)明的現(xiàn)有技
6術(shù)，也不應(yīng)當(dāng)解釋為前面的任何信息構(gòu)成對抗本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種用于關(guān)聯(lián)地控制彩色光源的方法和系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種用于控制彩色光源的照
明系統(tǒng)，其包括用于提供一個或多個第 一驅(qū)動(primary drive )電流信號的驅(qū)動電流控制器； 一個或多個第一組發(fā)光元件，每個第一組可操作地與驅(qū)動電流控制器相連并且每個第一組響應(yīng)于指示一個或多個第一驅(qū)動電流信號之一的第一驅(qū)動電流；信號導(dǎo)出模塊，其可操作地與驅(qū)動電流控制器相連以^便確定一個或多個笫二驅(qū)動(secondary drive )電流信號；以及一個或多個第二組發(fā)光元件，每個第二組可操作地與信號導(dǎo)
出模塊相連并且每個第二組響應(yīng)于指示一個或多個第二驅(qū)動電流信號之一的第二驅(qū)動電流；其中預(yù)先確定一個或多個第二驅(qū)動電流信號的每一個。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種照明系統(tǒng)的控制方法，包括步驟確定用于驅(qū)動一個或多個第一組發(fā)光元件的一個或多個第一驅(qū)動電流，并確定用于驅(qū)動一個或多個第二組發(fā)光元件的一個或多個第二驅(qū)動電流，其中基于一個或多個第 一驅(qū)動電流中的至少 一個預(yù)先確定一個或多個第二驅(qū)動電流的每一個。


圖1圖示了色度圖。 圖2圖示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于關(guān)聯(lián)地控制彩色光源的系統(tǒng)的框圖。
圖3圖示了色度圖的一部分。
具體實施方式
定義 術(shù)語"發(fā)光元件(LEE)，，用于限定一種器件，在通過施加在該器件上的電勢差或使電流通過該器件而激勵該器件時，至少部分地因為電致發(fā)光，該器件在電磁光譜的區(qū)域或區(qū)域組合，例如可見區(qū)域，紅外或紫外區(qū)域內(nèi)發(fā)射輻射。LEE可以具有單色、準(zhǔn)單色、多色或?qū)拵Ч庾V發(fā)射特性。LEE的實例包括半導(dǎo)體、有機(jī)或聚合體/聚合發(fā)光二極管 (LED),光學(xué)泵浦(pumped)涂磷LED,光學(xué)泵浦的納米晶體LED 或其他很容易想到的類似器件。此外，術(shù)語LEE用于限定發(fā)射輻射的具 體器件，例如LED管芯(die),并能夠同樣地用于限定發(fā)射輻射的特 定器件與外殼或封裝的組合，所述特定器件(一個或多個)被放置于所
述外殼或封裝內(nèi)。 術(shù)語"彩色"根據(jù)情況用于與"色度"同義或與由諸如藍(lán)、紅、 綠等名稱表示的傳統(tǒng)定義一致。
術(shù)語"調(diào)制參數(shù)"指當(dāng)前LEE強(qiáng)度與最大設(shè)計的LEE強(qiáng)度之比。 如在此所用，術(shù)語"大約"指關(guān)于標(biāo)稱值的+/-10%變化。應(yīng) 當(dāng)理解，這樣的變化總是包含在本文提供的任意給定值內(nèi)，無論是否具 體指出。 除非另外限定，此處使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本 發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員常規(guī)理解的相同含義。
本發(fā)明提供一種用于關(guān)聯(lián)地控制不同彩色光源的方法和系 統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明，基于N種彩色光源的強(qiáng)度調(diào)制照明系統(tǒng)可擴(kuò)展至M 種彩色光源，所述M種彩色光源的每一個具有與N個光源的標(biāo)稱顏色 (nominal colour)不同的標(biāo)稱顏色。應(yīng)當(dāng)理解，M可以是任意的正整數(shù)， 即M可以是l， 2， 3等。M種彩色光源可以利用調(diào)制信號進(jìn)行控制， 所述調(diào)制信號可從N個光源中的一個、兩個或更多個的調(diào)制信號導(dǎo)出。 例如，在本發(fā)明的一個實施例中，可基于N種彩色光源中的兩個或更多 個的調(diào)制參數(shù)的預(yù)定函數(shù)確定N+ 1個光源的調(diào)制參數(shù)。 根據(jù)本發(fā)明，用于控制彩色光源的照明系統(tǒng)包括用于為一 個或多個第 一組發(fā)光元件提供一個或多個第 一驅(qū)動電流的驅(qū)動電流控 制器，該驅(qū)動電流控制器可操作地與所述一個或多個第一組發(fā)光元件相 連。所述系統(tǒng)還包括可操作地與驅(qū)動電流控制器相連的信號導(dǎo)出模塊， 其中信號導(dǎo)出系統(tǒng)被配置成確定一個或多個第二驅(qū)動電流，基于一個或 多個第一驅(qū)動電流關(guān)聯(lián)地確定所述第二驅(qū)動電流。 一個或多個第二驅(qū)動 電流被提供至一個或多個第二組發(fā)光元件，以便對其進(jìn)行控制。 通常，添加額外可控彩色光源至照明系統(tǒng)能夠增加照明系 統(tǒng)的色域?？墒菓?yīng)當(dāng)注意到，選擇配置第二驅(qū)動電流使其過分緊密地依賴第 一 驅(qū)動電流之 一 的信號導(dǎo)出模塊的功能或構(gòu)造可限制整個照明系 統(tǒng)能夠達(dá)到的可能色域。例如，這對于設(shè)計成用于主要產(chǎn)生灰白
(off-white)顏色的照明系統(tǒng)是重要的考慮。這樣的實施例的實例包括 紅、綠、藍(lán)和琥珀色(RGBA)顏色照明系統(tǒng)，其中琥珀色光源(一個 或多個)被關(guān)聯(lián)地控制，例如隨著紅和綠色光源的變化而變化。
另外，第五、第六或其他光源顏色可添加到照明系統(tǒng)中， 其中，這些其他光源顏色的控制可與一個或多個第一驅(qū)動電流信號不相 關(guān)或相關(guān)。例如，第五光源可以是青色LEE。 圖1圖示了色度圖(使用CIE 1931， x, y坐標(biāo)空間)。根 據(jù)本發(fā)明一個實施例的實例照明系統(tǒng)包括具有各自色度坐標(biāo)1、 2、 3和 4的紅色、琥珀色、綠色和藍(lán)色(RGBA)彩色光源。例如，可以使用 黃色光源7替換琥珀色光源2或除了琥珀色光源2之外可以使用黃色光 源7。配置成用于白光生成的照明系統(tǒng)中的這些RGBA光源可被控制以 發(fā)射足夠量的光，所述光在混合時，展示普朗克軌跡6上或附近的色度。 具有通?？勺冾伾獾恼彰髟O(shè)備可被控制以發(fā)射基本處于由照明系統(tǒng) 的光源的單獨顏色所限定色域的任意期望的部分內(nèi)的光。應(yīng)當(dāng)注意到， 如圖1所示，如果獨立地控制四個光源，照明系統(tǒng)的色域可基本由多邊 形5所限定?；谶@種考慮，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，為了基本保持 RGB顏色照明系統(tǒng)的基本三角形色域同時使用關(guān)聯(lián)地受到控制的琥珀 色光源2,如果紅色光量或綠色光量接近零，則期望關(guān)聯(lián)地受到控制的 琥珀色發(fā)光元件發(fā)射基本上為零的光。
在一個實施例中，如果來自照明設(shè)備的光的總強(qiáng)度減少， 則關(guān)聯(lián)地受到控制的光源的強(qiáng)度以在期望的強(qiáng)度處保持光的期望色度 的方式減少。例如，根據(jù)圖1,如果紅色、綠色和藍(lán)色的光量減少，則 期望關(guān)聯(lián)地受到控制的琥珀色發(fā)光元件發(fā)出的光量也減少，從而防止混 合光的色度不期望地接近琥珀色區(qū)域而移動。
照明系統(tǒng) 圖2圖示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于關(guān)聯(lián)地控制彩色 光源的系統(tǒng)。如所說明的，控制器11設(shè)定將要由照明系統(tǒng)產(chǎn)生的光的 期望色度坐標(biāo)和/或強(qiáng)度。期望色度坐標(biāo)可經(jīng)由用戶界面12通過用戶提 供給控制器ll?？刂破骺砂ㄅ渲贸捎脕砜刂迫齻€輸出通道13, 14和
915的硬件和固件，每個通道各自相應(yīng)于標(biāo)稱的紅色、綠色和藍(lán)色光源。
紅色和綠色控制信號13和14每個可被饋送至信號導(dǎo)出模塊16內(nèi)，在 模塊內(nèi)琥珀色控制信號17根據(jù)預(yù)定的函數(shù)關(guān)系得以確定。紅色光源13、 綠色光源14、藍(lán)色光源15和琥珀色光源17的控制信號隨后每一個被饋 送至各自驅(qū)動器18內(nèi)。每個驅(qū)動器為紅色光源19、琥珀色光源20、綠 色光源21、藍(lán)色光源22提供電流。驅(qū)動器可為光源提供模擬調(diào)制的、 脈沖寬度調(diào)制(PWM)的、脈沖編碼調(diào)制(PCM)的、隨機(jī)數(shù)字信號 或其他形式的驅(qū)動電流。 在一個實施例中，光傳感器23可用于感測照明系統(tǒng)所產(chǎn)生 的足夠部分的光并為控制器11提供反饋信號24。控制器11可利用反饋 信號24以進(jìn)一步調(diào)節(jié)照明系統(tǒng)所產(chǎn)生的光的色度和強(qiáng)度。 在一個實施例中，光源，例如紅色光源19,琥珀色光源20, 綠色光源21和藍(lán)色光光源22可從多種光源配置中選出，所述光源配置 包括發(fā)光元件，例如一個或多個半導(dǎo)體、有機(jī)或聚合體/聚合LED,光 學(xué)泵浦涂磷LED,光學(xué)泵浦納米晶體LED或很容易理解的其他類似器 件。光源可提供成本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易理解的多種配置中的 一種或多 種。例如，相同顏色的或不同顏色的混合的LEE可集成在單個封裝內(nèi)， 或單個LEE可提供在封裝內(nèi)。在一個實施例中，每個光源包括主輸出 (primary output)光學(xué)器件，如反射器，透鏡等。在另一實施例中，每 個光源進(jìn)一 步包括用于進(jìn)一 步組合和混合光源輸出的第二 ( secondary) 光學(xué)器件。 在一個實施例中， 一個或多個反饋傳感器，例如光傳感器 23,可操作地與照明系統(tǒng)耦合以便提供指示光源操作特性的 一個或多個 信號。反饋傳感器包括元件，如一個或多個硅光電二極管，光學(xué)或電子 濾波器，溫度傳感器，電流傳感器，或本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的用于 感測與照明系統(tǒng)產(chǎn)生的光相關(guān)的特性的其他器件。例如，測量的溫度或 電流可與針對預(yù)定光源發(fā)出的光的各方面相關(guān)。諸如放大器、編碼器等 之類的電子器件還可與反饋傳感器包括在一起以促進(jìn)反饋信號至驅(qū)動 電流控制器(例如控制器ll)的傳輸。 在一個實施例中，驅(qū)動電流控制器，例如控制器ll,可以 是微處理器，微控制器，專用集成電路，或本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的 促進(jìn)照明系統(tǒng)的控制或反饋控制的其他電子器件。例如，電子器件可以
10根據(jù)預(yù)定的用戶輸入，軟件或固件指令，易失性存儲器或非易失性存儲 器，或其他配置裝置或輸入提供施加于照明系統(tǒng)和/或信號導(dǎo)出模塊的電 流的控制。 在一個實施例中，驅(qū)動電流控制器，例如控制器ll,包括 本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的促進(jìn)照明系統(tǒng)的控制或反饋控制的電子驅(qū) 動電路。例如，驅(qū)動電流控制器包括可控電流源，如模擬電流源，PWM 電流源，PCM電流源，隨機(jī)數(shù)字信號電流源，或本領(lǐng)域中公知的其他電 流源。晶體管，二極管，電感器，電阻器，電容器，運(yùn)算放大器和用于 構(gòu)成本發(fā)明各種實施例中的電流源的其他部件。在一個實施例中，信號導(dǎo)出模塊基本是自含式模塊，其可 配置成根據(jù)一個或多個第一驅(qū)動電流信號產(chǎn)生一個或多個第二驅(qū)動電 流信號。例如，信號導(dǎo)出模塊可監(jiān)視控制器的輸出并處理該信息以導(dǎo)出 一個或多個第二驅(qū)動電流信號。信號導(dǎo)出模塊為此可包含部件，例如電 源，微處理器或本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的其他元件。 在一個實施例中，信號導(dǎo)出模塊可被配置成利用幻象供電 進(jìn)行操作，幻象供電例如由控制器通過與信號導(dǎo)出模塊可操作地耦合的
控制信號線供給。例如，信號導(dǎo)出模塊可被配置成汲取用于其操作的基 本恒定的電流，并且控制器可提高施加在一個或多個控制信號線上的電 流以補(bǔ)償由信號導(dǎo)出模塊汲取的電流，而基本不影響信號導(dǎo)出模塊和電 流驅(qū)動器接收的控制信號。 在一個實施例中，信號導(dǎo)出模塊基本與驅(qū)動電流控制器集 成。例如，參照圖2，信號導(dǎo)出模塊16和控制器11可共享部件，如微 處理器，電源，外殼，冷卻系統(tǒng)，用戶界面，或本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理 解的其他元件。 在一個實施例中，控制器接收表示來自一個或多個感測設(shè) 備的操作溫度的一個或多個信號并能配置成根據(jù)光的期望顏色和操作 溫度確定控制信號。操作溫度可與光的顏色相關(guān)聯(lián)以便利用發(fā)光元件發(fā) 出光的溫度和顏色之間的預(yù)定相互關(guān)系進(jìn)行反饋控制。LEE的操作溫度 可通過例如熱電堆，熱敏電阻，熱電偶等的溫度傳感器進(jìn)行測量或通過 將溫度與LEE兩端的電壓降相關(guān)進(jìn)行測量。發(fā)光元件發(fā)出的光可進(jìn)行混 合以基本獲得光的期望顏色。產(chǎn)生的光的期望顏色進(jìn)而可基本與發(fā)光元 件的操作特性變化引起的結(jié)溫?zé)o關(guān)。
可提供一個或多個光學(xué)系統(tǒng)以便混合，重定向，定形或另 外操縱照明系統(tǒng)產(chǎn)生的光。光學(xué)系統(tǒng)可包括一個或多個光學(xué)元件，其可 包括濾波器，透鏡，反射器，擴(kuò)散器，或本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易想到的 其他光學(xué)元件形式。 本領(lǐng)域中已知的熱管理系統(tǒng)可與光源熱耦合以便提供光源 的熱管理。熱管理系統(tǒng)可以是散熱器，熱鰭(heatfin)配置，有源或無 源冷卻系統(tǒng)，例如熱管，熱虹吸管，電熱冷卻器，風(fēng)扇，電氣動泵或離 子泵，或本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易理解的其他熱管理系統(tǒng)中的 一個或組 合。
白光照明系統(tǒng) 在本發(fā)明的一個實施例中，照明系統(tǒng)用作白光照明系統(tǒng)。 信號導(dǎo)出模塊被配置成實施模塊參數(shù)確定，這可提供一個或多個第二驅(qū) 動電流信號。例如，使用關(guān)聯(lián)控制的白光照明系統(tǒng)可使用基于RGBA LEE 的照明系統(tǒng)得以實現(xiàn)，在該照明系統(tǒng)中，信號導(dǎo)出模塊可被配置成實施 強(qiáng)度調(diào)制，琥珀色LEE的參數(shù)fA基于紅色LEE (—個或多個)的調(diào)制 參數(shù)fk和綠色LEE (—個或多個)的fb得以確定
(1)
其中參數(shù)c是一個期望的定比例常數(shù)，并且指數(shù)參數(shù)rR和rG適當(dāng)?shù)剡x擇
為正實數(shù)，使得fA的所有可能值處于范圍[O, c]。每個fR和fG處于范圍內(nèi)。定比例常數(shù)c可用于在限制范圍內(nèi)關(guān)于紅色和綠色光源的強(qiáng) 度匹配、按比例增加或按比例減少琥珀色光源的強(qiáng)度。 類似地，本發(fā)明的其他實施例可使用具有任意數(shù)量的光源 顏色，諸如琥珀色，黃色或青色的任意組合的第四或另外的其他彩色光 源。其他彩色光源(一個或多個)的調(diào)制參數(shù)能夠以與琥珀色光源相似 的方式或按照藍(lán)色光源和綠色光源或甚至例如藍(lán)色和紅色光源的調(diào)制 參數(shù)的函數(shù)關(guān)聯(lián)地進(jìn)行控制。注意到，還可使用根據(jù)等式(1)的控制 方案以產(chǎn)生灰白色光的色調(diào)。 在實例實施例中，rR和rG可以都是0.5使得fA遵守fR或fb 之 一 的平方根相關(guān)性而另 一 個是固定的。根據(jù)該方法構(gòu)造或控制的照明 系統(tǒng)能夠產(chǎn)生所期望的更高CRI的光。注意到，其他實施例可使用rR 或rG的其他值來確定琥珀色或藍(lán)-綠色或這兩種彩色光源的調(diào)制參數(shù)。
12
在本發(fā)明的其他實施例中，用于關(guān)聯(lián)地控制光源的調(diào)制參 數(shù)還可根據(jù)不同于等式(1)中描述的冪律相關(guān)性的函數(shù)得以確定。用 于調(diào)制參數(shù)確定的可替換函數(shù)可包括一般函數(shù)，解析(多項式，對數(shù)) 函數(shù)或查找關(guān)系，其中每個可替換函數(shù)可提供參數(shù)和參數(shù)范圍的合適的 數(shù)量及其組合。例如，用于關(guān)聯(lián)地控制光源的調(diào)制參數(shù)可根據(jù)可由相關(guān)
性描述的函數(shù)得以確定，例如該函數(shù)可描述為
<formula>formula see original document page 13</formula>
其中fDep是根據(jù)驅(qū)動電流導(dǎo)出系統(tǒng)的輸出的調(diào)制參數(shù)，g( )是一個或 多個變量的函數(shù)，如冪律，平方根的組合，或以上描述的可供選擇的函 數(shù),并且f!, f2,...是根據(jù)驅(qū)動電流控制器的一個或多個輸出的調(diào)制參數(shù)。 在將g (.)表示為單變量函數(shù)的組合中，g (')在一個 實施例中可表示為
<formula>formula see original document page 13</formula>
其中Ni和Nj是適當(dāng)選擇的參數(shù)，并且gy(.)是針對每個i和j的一個 變量的函數(shù)。對于選定的i和j, gy ( )可以基本為O或l,例如這是 需要的，以消除g( )對驅(qū)動電流控制器的一些調(diào)制參數(shù)的依賴性。 例如，為了再現(xiàn)等式(l),可選擇N,= 1和Nj= 1, g1Q(/) = c/、以及
gu(/)=,。，其中fi = fR, f2 = fG。為了給等式(1)添加第三冪律乘積 (product)相關(guān)性，可選擇N廣2，并定義^2(/)=尸，其中f3定義為驅(qū) 動電流控制器的第三輸出的調(diào)制參數(shù)。 白光照明系統(tǒng)還可利用不同于基于RGB或RGBA的系統(tǒng) 的系統(tǒng)得以實現(xiàn)。例如，不同顏色的LEE的光可根據(jù)本發(fā)明的實施例進(jìn) 行混合以提供期望的白光，只要期望的白光處于不同顏色的LEE所限定 的色域內(nèi)。

(3)
非白光照射系統(tǒng) 利用照明系統(tǒng)再現(xiàn)一定深度飽和的光顏色的能力能夠從以 與上述針對RGBA照明系統(tǒng)配置所述的相似方式適當(dāng)?shù)?、關(guān)聯(lián)地控制多 色光源中的一些彩色光源獲益。
圖3示出了圖1的色度圖的細(xì)節(jié)。如圖所示，由于琥珀色和紅色在色度空間內(nèi)相鄰近，琥珀色和紅色光源可期望地針對線8上方
的混合光的色度進(jìn)行功能性接近地耦合，所述線8連接藍(lán)色光源4即第 三獨立彩色光源和琥珀色光源2色度坐標(biāo)。例如，琥珀色和紅色光源可 功能性地接近地耦合，因為它們的強(qiáng)度一起增加或降低，并且還因為琥 珀色和紅色光源的強(qiáng)度在期望的色度遠(yuǎn)離線8上方而移動時變得相似。 如果期望混合光具有低于線8的色度，則需要將琥珀色光源2與紅色光 源1去耦合。例如，當(dāng)期望的色度低于線8時，琥珀色和紅色光源的強(qiáng) 度不再以相似的方式相互變化，而是基本上獨立變化。當(dāng)按照紅色光源 低于線8的函數(shù)確定琥珀色光源的強(qiáng)度時，優(yōu)選地，耦合可隨混合光的 期望的色度的坐標(biāo)與線8的距離增加而逐漸變小，使得基本觀察不到不 期望的色彩不連續(xù)性。除相互混合來自藍(lán)色光源4的適量藍(lán)光外，混合 光的期望的色度通過混合適量的、獨立的量的紅光和綠光來確定，而第 四顏色，即琥珀色光的量取決于紅光和綠光的量。根據(jù)應(yīng)用需要和琥珀 色和紅色光源的帶寬，例如，如果照明系統(tǒng)需要產(chǎn)生深度飽和的紅光顏 色，那么琥珀色光的量可以是低于線9的零。否則，琥珀色光的量可按 照與線10的距離的函數(shù)逐漸減少。注意到，相同類型的考慮可應(yīng)用于 其他對的最接近色度的光源，諸如例如黃色和綠色或藍(lán)色和青色光源。 例如，圖3圖示了點R'30,其具有紅色光源1和琥珀色光 源2的色度權(quán)重組合所給出的色度坐標(biāo)，基本遵循下式
其中(xA， yA)和(xR, yR)是x-y坐標(biāo)中的色度或各個琥珀色和紅色 光源。注意到，不同于等式(4)的9:1權(quán)重的權(quán)重也是可能的，如l:l。 更一般地說，紅光與琥珀色光的權(quán)重a:b將產(chǎn)生具有基本遵循下式的色 度坐標(biāo)的點R',其中a和b是正數(shù)， 如果混合光的期望的色度在線8上方，諸如例如圖3的點 101,除以上所述任選的線性按比例與強(qiáng)度進(jìn)行匹配之外，用于琥珀色 光源的調(diào)制參數(shù)則可以是紅色光源的調(diào)制參數(shù)的1/9。如果混合光的期 望的色度低于線9，諸如例如圖3的點103,琥珀色光源的強(qiáng)度可簡單地設(shè)置成零。如果混合光的期望的色度處于線8和線9之間，諸如例如 圖3中的點102,則琥珀色光源的強(qiáng)度可從線8上方區(qū)域確定的值按照 與線8的距離成比例地線性減少至線9處的零。因此，琥珀色光源耦合 因素從線9處的零逐漸變化至例如線8處的1/9。注意到，使用具有關(guān) 聯(lián)地受到控制的琥珀色光源的RGB彩色光源的本發(fā)明的其他實施例可 以不同方式改變琥珀色光強(qiáng)度。 在本發(fā)明的一個實施例中，如上所述，與混合光強(qiáng)度相關(guān) 的琥珀色光強(qiáng)度依賴于圖3中由線8和9所指示的三個區(qū)域中每個的具 體函數(shù)關(guān)系。 很清楚，本發(fā)明的前述實施例是示例性的并可按照許多方 式進(jìn)行變化。上述存在的或以后的變化不應(yīng)被認(rèn)為是脫離本發(fā)明的精神 和范圍，并且對本領(lǐng)域技術(shù)人員很清楚的所有這樣的修改都旨在包含在 以下權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.用于控制彩色光源的照明系統(tǒng)，包括(a)用于提供一個或多個第一驅(qū)動電流信號的驅(qū)動電流控制器；(b)一個或多個第一組的發(fā)光元件，每個第一組可操作地與所述驅(qū)動電流控制器相連并且每個第一組響應(yīng)于指示一個或多個第一驅(qū)動電流信號之一的第一驅(qū)動電流；(c)可操作地與驅(qū)動電流控制器相連的信號導(dǎo)出模塊，該信號導(dǎo)出模塊用于確定一個或多個第二驅(qū)動電流信號；和(d)一個或多個第二組發(fā)光元件，每個第二組可操作地與信號導(dǎo)出模塊相連并且每個第二組響應(yīng)于指示一個或多個第二驅(qū)動電流信號之一的第二驅(qū)動電流；其中，基于一個或多個第一驅(qū)動電流信號中的至少一個預(yù)先確定一個或多個第二驅(qū)動電流信號的每一個。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的照明系統(tǒng)，其中一個或多個第一組發(fā)光元件包 括紅色發(fā)光元件、綠色發(fā)光元件和藍(lán)色發(fā)光元件。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的照明系統(tǒng)，其中一個或多個第二組發(fā)光元件包 括琥珀色發(fā)光元件、青色發(fā)光元件、黃色發(fā)光元件或其組合。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的照明系統(tǒng)，其中一個或多個第二組發(fā)光元件之 一包括琥珀色發(fā)光元件，其中指示琥珀色發(fā)光元件的驅(qū)動電流的第二驅(qū) 動電流信號基于與紅色發(fā)光元件和綠色發(fā)光元件相關(guān)聯(lián)的第 一驅(qū)動電 流信號的預(yù)定關(guān)系得以導(dǎo)出。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的照明系統(tǒng)，其中當(dāng)紅色發(fā)光元件或綠色發(fā)光元 件發(fā)出的光接近零時，琥珀色發(fā)光元件發(fā)出的光減少至零左右。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l的照明系統(tǒng)，其中基于與一個或多個第一驅(qū)動電 流信號中的至少 一個的查找表關(guān)系預(yù)先確定一個或多個第二驅(qū)動電流 信號中的至少一個。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1的照明系統(tǒng)，其中基于與一個或多個第一驅(qū)動電 流信號中的至少 一個的關(guān)系的分段組合預(yù)先確定 一個或多個第二驅(qū)動 電流信號中的至少一個，所述關(guān)系的分段組合包括從包含線性關(guān)系，冪 律關(guān)系，平方根關(guān)系，多項式關(guān)系，對數(shù)關(guān)系和查找表關(guān)系的組中選出 的關(guān)系。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l的照明系統(tǒng)，其中基于與一個或多個第一驅(qū)動電流信號中的至少兩個的關(guān)系的組合預(yù)先確定 一 個或多個第二驅(qū)動電流 信號中的至少一個，所述關(guān)系利用從包含求和操作，差分操作，乘積操 作和商操作的組中選出的 一 個或多個操作進(jìn)行組合。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1的照明系統(tǒng)，其中基于與一個或多個第一驅(qū)動電 流信號中的至少 一個的關(guān)系預(yù)先確定一個或多個第二驅(qū)動電流信號中 的至少一個，所述關(guān)系具有取決于照明系統(tǒng)要產(chǎn)生的光的期望的顏色的 可變強(qiáng)度。
10. —種照明系統(tǒng)控制方法，包括步驟(a) 確定用于驅(qū)動一個或多個第一組發(fā)光元件的一個或多個第 一驅(qū)動電流，和(b ) 確定用于驅(qū)動一個或多個第二組發(fā)光元件的一個或多個第 二驅(qū)動電流，其中基于一個或多個第一驅(qū)動電流中的至少一個預(yù)先確定一個或 多個第二驅(qū)動電流的每一個。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10的照明系統(tǒng)控制方法，其中一個或多個笫一 組發(fā)光元件包括紅色發(fā)光元件、綠色發(fā)光元件和藍(lán)色發(fā)光元件以及其中 一個或多個第二組發(fā)光元件之一 包括琥珀色發(fā)光元件，其中指示琥珀色 發(fā)光元件的驅(qū)動電流的第二驅(qū)動電流信號基于與紅色發(fā)光元件和綠色 發(fā)光元件相關(guān)聯(lián)的第 一驅(qū)動電流信號的預(yù)定關(guān)系得以導(dǎo)出。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10的照明系統(tǒng)控制方法，其中基于與一個或多 個第一驅(qū)動電流中的至少一個的查找表關(guān)系預(yù)先確定一個或多個第二 驅(qū)動電流中的至少 一個。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10的照明系統(tǒng)控制方法，其中基于與一個或多 個第 一驅(qū)動電流中的至少 一個的關(guān)系的分段組合預(yù)先確定一個或多個 第二驅(qū)動電流中的至少一個，所述關(guān)系的分段組合包括從包括線性關(guān) 系，冪律關(guān)系，平方根關(guān)系，多項式關(guān)系，對數(shù)關(guān)系和查找表關(guān)系的組 中選出的關(guān)系。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10的照明系統(tǒng)控制方法，其中基于與一個或多 個笫 一 驅(qū)動電流中的至少兩個的關(guān)系的組合預(yù)先確定 一 個或多個第二 驅(qū)動電流中的至少一個，所述關(guān)系利用從包含求和操作，差分操作，乘 積操作和商操作的組中選出的一個或多個操作進(jìn)行組合。
15. 根據(jù)權(quán)利要求10的照明系統(tǒng)控制方法，其中基于與一個或多個第 一驅(qū)動電流中的至少 一個的關(guān)系預(yù)先確定一個或多個笫二驅(qū)動電 流中的至少 一 個，所述關(guān)系具有取決于照明系統(tǒng)要產(chǎn)生的光的期望的顏 色的可變強(qiáng)度。
全文摘要
一種關(guān)聯(lián)地控制彩色光源的方法和系統(tǒng)。照明系統(tǒng)包括為一個或多個第一組發(fā)光元件提供電流信號的驅(qū)動電流控制器，和可操作地與驅(qū)動電流控制器相連的信號導(dǎo)出模塊。信號導(dǎo)出模塊被配置成為一個或多個第二組發(fā)光元件確定并提供電流信號，該電流信號基于提供給第一組發(fā)光元件的電流信號。所述方法包括以下步驟確定用于驅(qū)動一個或多個第一組發(fā)光元件的一個或多個第一驅(qū)動電流，以及確定用于驅(qū)動一個或多個第二組發(fā)光元件的一個或多個第二驅(qū)動電流，其中基于一個或多個第一驅(qū)動電流中的至少一個預(yù)先確定一個或多個第二驅(qū)動電流的每一個。
文檔編號H05B33/08GK101675711SQ200880014324
公開日2010年3月17日 申請日期2008年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月30日
發(fā)明者D·L·B·史密斯, K·文 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司