CN102144430B - 用于控制和测量时变组合光的各方面的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了方法和装置，用于提供包括来自一个或更多光源(132，134，136)的光的组合时变光，以及基于对组合光的测量来确定来自一个或更多光源的光的各方面。例如根据PWM、PCM或者其他调制方法，可以控制一种或多种颜色的光源以通过针对不同光源使用不同切换时序来提供时变组合光输出(310，360)。通过适当地配置切换时序的定时，能够使组合光输出呈现多种发光组合。宽带光学传感器(148)可以配置为测量(145)该多个发光组合中的某些或全部，并且通过适当地处理(150)这些测量而将这些测量用于确定组合光的各部分的光输出测量以及可选地确定环境光的光输出测量。

Description

用于控制和测量时变组合光的各方面的方法和装置

技术领域

本发明一般地针对用于控制和测量时变组合光的性质的方法和装置。更特别地，在此公开的各种本发明的方法和装置涉及生成和测量包括来自分量光源(component light source)的光的各种组合的可变光，以及基于对组合光的测量来确定来自一个或更多分量光源的光的各方面。

背景技术

数字发光技术，即基于半导体光源的照明，诸如发光二极管(LED)，提供针对传统荧光、HID和白炽灯的可行备选方案。LED的功能性优点和益处包括高能量转换和光学效率、耐用性、低操作成本以及很多其他优点和益处。LED技术的最近进展已经提供了能够实现很多应用中的各种各样的发光效果的高效且具有鲁棒性的全光谱光源。包含这些源的某些器材的特征在于发光模块，包括能够产生不同颜色(例如红色、绿色和蓝色)的一个或更多LED，以及用于独立地控制LED的输出以便生成各种各样的颜色和变色发光效果的处理器，例如在美国专利No.6,016,038和No.6,211,626中详细讨论的那样。

在各种发光应用中，对来自一个或更多LED或其他光源的光进行混合以提供组合发光效果，诸如所需的组合光色度。为此，可以针对诸如光强度之类的因素来控制来自每个光源的光。例如，可以使用诸如直接驱动电流控制和驱动电流脉冲宽度调制(PWM)控制之类的方法来控制来自诸如LED之类的光源的光的瞬时或时间平均强度。

通过控制向其供给的驱动信号来控制来自诸如LED之类的光源的光的各方面可能存在某些挑战。例如，由于诸如器件老化、器件发热以及环境发光条件之类的因素，供给到光源的驱动信号与响应于所述驱动信号而发射的光的特性之间的关系可能随时间改变。为了补偿这种改变，已经考虑了若干光学反馈解决方案，其测量混合光应用中的光源输入-输出特性以便精确地控制由每个光源发射的光并从而控制混合光。

一种集中于测量来自分量光源的光的解决方案考虑了多个滤光器或滤光传感器以便基于由每个光源发射的光的光谱来区分来自每个光源的光。可以测量来自每个LED的光输出并将其与所需输出相比较，并且可以相应地进行发光校正。这一解决方案的缺陷在于，提供调谐到每个LED的光输出的多个彩色滤光片而排斥其他LED的光输出成本较高且比较困难。

另一解决方案采用单一传感器并且通过采用如下电子控制电路来测量不同LED的光输出，该电子控制电路关断在脉冲时序中不被测量的LED。这使得可以独立地直接测量每个LED。将每个LED的所测量的光输出与可以由用户输入确定的所需输出相比较，并且相应地进行对用于每种颜色的电流的校正。这一解决方案的缺陷在于，必须针对测量操作留出时间间隔，这可能中断发光应用的连续性。

类似的解决方案采用单一传感器并且通过采用如下电子控制电路来测量不同LED的光输出，该电子控制电路关断在脉冲时序中被测量的LED。然后，通过从对应于所有LED都接通的光输出中减去对应于除正在被测量的LED之外的所有LED都接通的光输出来计算正在被测量的LED的光输出。将这些颜色的所测量的光输出与可以由用户控制设置的所需输出相比较，并且在必要时进行对用于颜色区块的电源的改变。这一解决方案的缺陷在于，必须针对测量操作留出时间间隔，这同样会中断发光应用的连续性。

一种避免了对特定校准时段的需要的解决方案在使用PWM驱动电流控制来控制来自多个LED的光时，更特别地在用于每个LED的PWM驱动脉冲部分地重叠时是可实现的。根据这一解决方案，在PWM驱动脉冲不重叠的时间点处同时测量第一LED的峰值光输出和驱动电流，并且在PWM驱动脉冲重叠的另一时间点处同时测量第二LED的组合峰值光输出和驱动电流。通过对这两个测量做减法来确定第二LED的峰值光输出，并且峰值光输出与峰值电流的比率可以用于反馈控制目的。这一解决方案的缺陷在于，其需要监控驱动电流，并且没有提供用于实现所需的PWM驱动脉冲的部分重叠的方法，也没有提供用于在适当的时间点处发起对光的测量的方法。

因此，本领域中需要提供一种方法和装置，用于控制和测量混合光的各方面而不受制于至少一种上述缺陷。

发明内容

本公开针对用于光强度控制和反馈的本发明的方法和装置。例如，根据例如PWM、PCM或者其他调制方法，可以控制一种或多种颜色的光源以通过针对不同光源使用不同切换时序来提供时变组合光输出。通过适当地配置切换时序的定时，能够使混合光输出呈现多种发光组合。宽带光传感器可以配置为测量该多个发光组合中的某些或全部组合，并且通过适当地处理这些测量而将这些测量用于确定组合光的各部分的光输出测量以及可选地确定环境光的各部分的光输出测量。

一般地，在一个方面，提供一种用于控制和测量光的装置。该装置包括控制器模块，其操作性地耦合到两个或更多光源。控制器模块配置为生成两个或更多切换时序。每个切换时序用于控制至少一个光源的操作。该两个或更多切换时序配置为导致生成所需发光效果以及光的两个或更多不同可测量组合。光的至少一个可测量组合包括来自一个或更多光源的光。该装置还包括光测量模块，其操作性地耦合到控制器模块。光测量模块配置为接收表明切换时序的信号。光测量模块进一步配置为基于切换时序来限定一个或更多测量时序。光测量模块进一步配置为基于测量时序来提供一个或更多光测量。该装置还包括处理模块，其操作性地耦合到光测量模块和控制器模块。处理模块配置为至少部分地基于该一个或更多光测量和该两个或更多切换时序来确定该两个或更多光源中的至少一个的光输出指示。

在本发明的另一方面，提供一种用于控制和测量光的方法，该光包括由两个或更多光源生成的光。该方法包括提供两个或更多切换时序的步骤。每个切换时序用于控制至少一个光源的操作。该两个或更多切换时序配置为导致生成所需发光效果以及光的两个或更多不同可测量组合。光的至少一个可测量组合包括来自一个或更多光源的光。该方法进一步包括基于切换时序来提供一个或更多测量时序的步骤。该方法进一步包括基于测量时序来提供一个或更多光测量的步骤。该方法进一步包括处理该一个或更多光测量以至少部分地基于该一个或更多光测量和该两个或更多切换时序来确定该两个或更多光源中的至少一个的光输出指示。

如同在此所用，出于本公开的目的，术语“LED”应当理解为包括任何电致发光二极管或者能够响应于电信号而生成辐射的其他类型的基于载流子注入/结的系统。因此，术语LED包括但不限于响应于电流而发射光的各种基于半导体的结构、发光聚合物、有机发光二极管(OLED)、电致发光带等等。特别地，术语LED指代可以配置为生成红外光谱、紫外光谱以及可见光谱的各个部分(一般包括从大约400纳米到大约700纳米的辐射波长)中的一个或更多内的辐射的所有类型的发光二极管(包括半导体和有机发光二极管)。LED的一些示例包括但不限于各种类型的红外LED、紫外LED、红光LED、蓝光LED、绿光LED、黄光LED、琥珀光LED、橙光LED以及白光LED(下面将进一步讨论)。还应当意识到，LED可以配置为和/或控制为生成具有针对给定光谱(例如较窄带宽、较宽带宽)的各种带宽(例如半峰全宽或FWHM)以及在给定一般颜色分类内的各种各样的主波长的辐射。

例如，配置为生成基本上为白色的光的一种LED实现(例如白光LED)可以包括多个管芯，这些管芯分别发射不同的电致发光光谱，其以组合方式混合以形成基本上为白色的光。在另一实现中，白光LED可以与磷光材料相关联，该磷光材料将具有第一光谱的电致发光转换为不同的第二光谱。在这一实现的一个示例中，具有相对较短的波长和较窄的带宽光谱的电致发光“抽运”磷光材料，该磷光材料转而辐射具有稍宽光谱的波长更长的辐射。

还应当理解，术语LED不限于LED的物理和/或电封装类型。例如，如上所述，LED可以指代具有多个管芯的单一发光器件，这些管芯配置为分别发射不同的辐射光谱(例如，其可以是或可以不是单独可控的)。并且，LED可以与被视为LED(例如某些类型的白光LED)的整体部分的磷光体相关联。一般地，术语LED可以指代封装后的LED、未封装的LED、表面安装LED、板上芯片LED、T封装安装LED、径向封装LED、功率封装LED、包括某些类型的包封和/或光学元件(例如扩散透镜)的LED等。

术语“光源”应当理解为指代各种各样的辐射源中的任何一个或更多个，包括但不限于基于LED的源(包括一个或更多上述LED)、白炽光源(例如，白炽灯、卤素灯)、荧光源、磷光源、高强度放电源(例如钠蒸气、汞蒸气、金属卤化物灯)、激光、其他类型的电致发光源、热致发光(pyro-luminescent)源(例如火焰)、蜡烛发光源(例如气罩、碳弧辐射源)、光致发光源(例如气体放电源)、使用电子饱和的阴极发光源、电解发光(galvano-luminescent)源、晶体发光源、显像管发光源、热发光源、摩擦发光源、声致发光源、辐射发光源以及发光聚合物。

给定的光源可以配置为生成可见光谱内、可见光谱外或者两者组合的电磁辐射。因此，术语“光”和“辐射”在此可互换使用。此外，光源可以包括一个或更多滤光片(例如，彩色滤光片)、透镜或者其他光学组件作为构成整体一部分的组件。同样，应当理解，光源可以配置用于各种各样的应用，包括但不限于指示、显示和/或照明。“照明源”是如下光源，该光源特别地配置为生成具有用以有效地对内部或外部空间进行照明的足够强度的辐射。在本上下文中，“足够强度”指代在空间或环境中生成的可见光谱内的用以提供环境照明(即可以间接感知到以及可以例如在从各种各样的干涉表面上反射之后才整体或部分地被感知到的光)的足够辐射功率(通常用单位“流明”来表示在所有方向上来自光源的总的光输出，称为辐射功率或“光通量”)。

术语“光谱”应当理解为指代由一个或更多光源产生的辐射的任何一个或更多频率(或波长)。相应地，术语“光谱”不仅指代可见范围内的频率(或波长)，而且指代红外、紫外以及整个电磁光谱的其他区域中的频率(或波长)。另外，给定光谱可以具有相对较窄的带宽(例如，具有基本上很少的频率或波长分量的FWHM)或相对较宽的带宽(若干具有各种相对强度的频率或波长分量)。还应当意识到，给定光谱可以是两个或更多其他光谱混合(例如对分别从多个光源发射的辐射进行混合)的结果。

出于本公开的目的，术语“颜色”与术语“光谱”可互换地使用。然而，术语“颜色”一般用于主要指代观察者可感知的辐射性质(但这一用法并非旨在限制这一术语的范围)。相应地，术语“不同颜色”隐含地指代具有不同波长分量和/或带宽的多个光谱。还应当意识到，术语“颜色”可以联系白光和非白光而使用。

术语“色温”在此一般联系白光而使用，但这一用法并非旨在限制这一术语的范围。色温基本上指代白光的特定颜色含量或浓淡(例如淡红、淡蓝)。给定辐射样本的色温常规地根据辐射与所讨论的辐射样本基本上相同的光谱的黑体辐射体的以开尔文度(K)表示的温度来表征。黑体辐射体色温一般落在从大约700开尔文度(通常被认为是人眼可见的起始点)到超过10,000开尔文度的范围内；白光一般在1500-2000开尔文度以上的色温处被感知到。

较低色温一般表明白光具有更显著的红光分量或“更暖的感觉”，而较高色温一般表明白光具有更显著的蓝光分量或“更冷的感觉”。以示例的方式，火具有大约1,800开尔文度的色温，常规白炽灯泡具有大约2848开尔文度的色温，清晨的日光具有大约3,000开尔文度的色温，并且阴天中午的天空具有大约10,000开尔文度的色温。在具有大约3,000开尔文度色温的白光下查看的彩色图像具有相对淡红的色调，而在具有大约10,000开尔文度色温的白光下查看的同一彩色图像具有相对淡蓝的色调。

术语“发光器材”在此用于指代以特定的形状因子、组装或者封装对一个或更多发光单元的实现或布置。术语“发光单元”在此用于指代包括相同或不同类型的一个或更多光源的装置。给定发光单元可以具有对一个或更多光源、外壳/壳体布置和形状和/或电或机械连接配置的各种各样的安装布置中的任何一个。此外，给定发光单元可以可选地与和一个或更多光源的操作相关的各种其他组件(例如控制电路)相关联(例如包括、耦合到和/或与其封装在一起)。“基于LED的发光单元”指代如下发光单元，其包括如上所述的、单独的或结合其他非基于LED的光源的一个或更多基于LED的光源。“多通道”发光单元指代如下的基于LED的或非基于LED的发光单元，其包括配置为分别生成不同辐射光谱的至少两个光源，其中每个不同源光谱可以称为多通道发光单元的“通道”。

术语“控制器”在此一般地用于描述与一个或更多光源的操作相关的各种装置。可以以大量方式(例如利用专用硬件)来实现控制器以执行在此所讨论的各种功能。“处理器”是控制器的一个例子，其采用一个或更多微处理器，可以使用软件(例如微代码)来对这些微处理器进行编程以执行在此所讨论的各种功能。控制器可以通过或者不通过采用处理器来实现，并且还可以实现为专用硬件的组合以执行某些功能以及实现为处理器(例如一个或更多已编程的微处理器和相关联的电路)以执行其他功能。在本公开的各种实施例中可以采用的控制器组件的示例包括但不限于常规微处理器、专用集成电路(ASIC)以及现场可编程门阵列(FPGA)。

在各种实现中，处理器或控制器可以与一个或更多存储介质(在此一般地称为“存储器”，例如，诸如RAM、PROM、EPROM和EEPROM之类的易失性和非易失性计算机存储器、软盘、压缩盘、光盘、磁带等等)相关联。在某些实现中，可以利用一个或更多程序来对存储介质进行编码，这些程序当在一个或更多处理器和/或控制器上执行时，执行在此所讨论的至少某些功能。各种存储介质可以固定在处理器或控制器内或者可以是可移动的，从而使得其上存储的一个或更多程序可以被加载到处理器或控制器中以便实现在此所讨论的本发明的各方面。术语“程序”或“计算机程序”在此以通用意义用于指代能够用于对一个或更多处理器或控制器进行编程的任何类型的计算机代码(例如软件或微代码)。

术语“可寻址”在此用于指代如下设备(例如一般的光源、发光单元或器材、与一个或更多光源或发光单元相关联的控制器或处理器、其他与发光不相关的设备等等)，其配置为接收预定用于多个设备(包括其自身)的信息(例如数据)以及选择性地对预定用于它的特定信息进行响应。术语“可寻址”通常联系如下联网环境(或下面将进一步讨论的“网络”)而使用，在该联网环境中，多个设备经由某个或某些通信介质耦合在一起。

在一种网络实现中，耦合到网络的一个或更多设备可以用作针对耦合到网络(例如以主/从关系)的一个或更多其他设备的控制器。在另一实现中，联网环境可以包括一个或更多专用控制器，这些专用控制器配置为控制耦合到网络的一个或更多设备。一般地，耦合到网络的多个设备均能够访问存在于一个或更多通信介质上的数据；然而，给定设备“可寻址”是因为其配置为例如基于分配给它的一个或更多特定标识符(例如“地址”)来选择性地与网络交换数据(即，接收来自网络的数据和/或向网络传送数据)。

术语“网络”在此用于指代两个或更多设备(包括控制器或处理器)的任何如下互连，该互连便于在耦合到网络的任何两个或更多设备之间和/或多个设备之中传输信息(例如用于设备控制、数据存储、数据交换等等)。应当容易意识到，适合于对多个设备进行互连的网络的各种实现可以包括各种各样网络拓扑中的任何一个并且采用各种各样通信协议中的任何一个。此外，在根据本公开的各种网络中，两个设备之间的任一连接可以代表两个系统之间的专用连接，或者作为备选，可以代表非专用连接。作为对携带预定用于两个设备的信息的补充，这种非专用连接可以携带并非必然预定用于这两个设备之任一的信息(例如开放网络连接)。另外，应当容易意识到，在此所讨论的各种设备网络可以采用一个或更多无线、有线/电缆和/或光纤链路以便于整个网络中的信息传输。

术语“光传感器”在此用于指代如下装置，其配置为当暴露于光时提供表明光的一个或更多方面的信号。例如，光电二极管可以配置为提供表明入射到其上的光的强度的电信号。光传感器可以进一步包括如下滤光器或其他光学元件，其可以用于例如通过增加或减少对一个或更多波长上的入射光的响应度来影响光传感器的响应特性。

术语“环境光”在此用于指代来自所讨论的发光单元或发光器材外部的源的光。环境光可以包括自然光或人造光，或者来自另一发光单元或发光器材的光。环境光可以随时间改变或者在一定时间段内保持基本上不变。

应当意识到，下面将更详细讨论的前述概念和附加概念的所有组合(假定这些概念彼此不冲突)被视为在此所公开的本发明主题的一部分。特别地，出现在本公开结尾处的、所要求保护的主题的所有组合被视为在此所公开的本发明主题的一部分。还应当意识到，在此明确采用的、还可能出现在在此通过引用的方式包含的任何公开中的术语表达应当遵循与在此所公开的特定概念最一致的含义。

附图说明

在附图中，类似的参考符号贯穿不同视图一般地指代相同的部分。另外，附图并非必然按比例绘制，相反，重点一般地被放在说明发明的原理上。

图1示出了根据本发明实施例的用于控制和测量光的装置。

图2示出了根据本发明另一实施例的用于控制和测量光的装置。

图3示出了根据本发明实施例的用于控制和测量光的方法。

图4A和图4B示出了根据本发明实施例的切换时序和测量时序。

图5示出了根据本发明实施例的用于配置切换时序和测量时序的方法。

具体实施方式

之所以提出本发明，是因为意识到可以通过根据光学反馈调节光源的驱动电流来将由光源组合发射的混合光的各方面(诸如光通量和色度)维持在所需水平。这使得控制器可以补偿例如由于光源温度、器件老化、环境发光条件等而引起的可变发光特性。然而，在混合发光系统中，反馈控制可能受限于能够区分和测量来自不同源的光的程度。此外，光学反馈控制解决方案可能受限于其复杂度，以及受限于对将光学反馈要求与其他发光要求相平衡的要求。

本发明力图克服目前光学反馈控制系统的特定局限性。特别地，希望驱动两个或更多光源，以便生成所需发光效果，同时还生成光的多个不同可测量组合，这些可测量组合可由宽带光学传感器感测以用于光学反馈。进一步希望将光源驱动控制与光测量控制操作性地耦合以提供集成的光学反馈解决方案。

更一般地，申请人已经认识和意识到，有益的是使用不同控制信号来控制不同光源，以便提供所需发光效果和光的多个可测量组合两者，并且以便基于控制信号来测量和处理光的可测量组合。这一处理可以配置为确定至少一个光源的光输出的指示以用于光学反馈目的。

鉴于前述内容，本发明的各种实施例和实现针对提供用于控制和测量光的方法和装置，其中使用例如表明脉冲宽度调制(PWM)或脉冲编码调制(PCM)波形或者其他经脉冲调制或切换的波形的两个或更多切换时序来控制两个或更多光源。两个或更多切换时序配置为导致生成所需发光效果，诸如具有所需颜色和强度的混合光。此外，该两个或更多切换时序配置为导致生成光的两个或更多不同可测量组合，光的至少一个可测量组合包括来自一个或更多光源的光。例如，光的可测量组合可以包括来自任何一个光源、两个或更多光源、一个或更多光源加环境光或者仅环境光的光。本发明还用于基于切换时序来限定一个或更多测量时序。如此限定的测量时序用于提供光测量时序，每个光测量表明例如来自光源的光的强度以及可选地环境光的强度。通过基于切换时序限定测量时序，可以测量多个发光组合。如果测量了足够的发光组合，则继而可以处理它们以确定对该两个或更多光源中的至少一个的光输出的指示。该处理可以至少部分地基于切换时序，例如以便提供关于正在测量哪些光源的指示。

参考图1，在一个实施例中，提供了一种用于控制和测量光的装置。该装置包括控制器模块110，控制器模块110配置为生成用于控制每个光源132、134和136的操作的切换时序。控制器模块包括控制器115，控制器115用于基于由用户或其他设备通过接口(未示出)提供的所需发光效果以及基于来自处理模块150的反馈来生成切换时序。将切换时序供给到电流驱动器122、124和126，电流驱动器122、124和126能够分别产生用于驱动光源132、134和136的切换驱动电流。电源118提供用于这一目的的功率。例如由光学系统(未示出)将来自光源132、134和136的光可选地与诸如环境光之类的其他光混合，并且光学传感器148配置为测量混合光的一部分的各方面。例如，光学传感器148可以是配置为测量混合光的总强度的单一宽带光学传感器。光学传感器148向光测量模块145提供表明混合光的所测量的方面的信号。来自光学传感器的信号，例如模拟或数字电信号，在此称为光学信号。

继续参照图1，光测量模块145操作性地耦合到控制器模块110并且从中接收表明切换时序的信号，切换时序可以用于配置一个或更多测量时序。测量时序可以用于确定对光学信号进行采样以获得一个或更多光测量的时间间隔。光测量模块145随后向处理模块150提供表明一个或更多光测量的信号。光测量模块145或处理模块150可以配置为在与每个光测量有关的时间期间提供关于光源132、134和136的状态的指示。例如，可以将光测量标记为对应于如下光，该光包括来自一个指定光源、两个或更多指定光源、一个或更多指定光源连同环境光或者仅环境光的光。作为备选，可以在表明相关对应关系的预定存储器位置存储光测量。处理模块150配置为例如使用诸如乘法、加法和减法之类的运算来处理光测量以及相关联的光源状态指示，以确定光源132、134和136的子集的光输出指示。可以将光输出指示提供回控制器模块110用于反馈控制目的。此外，光测量模块145或处理模块150可以可选地配置为向控制器模块110提供用以在当前切换时序不足以提供令人满意的光输出指示的情况下修改切换时序的指示。

图2示出了根据本发明一个实施例的用于控制和测量光的装置200。装置200与图1所示的装置100类似地操作，只不过关于切换时序的信息可选地通过光源132、134和136传送、由光学传感器148接收并且被路由至接收器模块260。然后，接收器模块对该信息进行分析、解码和解调以向光测量模块和/或处理模块提供表明切换时序的信号。通过使用现有的光学介质来传送关于切换时序的信息，能够简化到控制器模块的连接。

光源

本发明提供两个或更多可控光源，例如可由电驱动电流控制的LED阵列或其他光源。来自每个光源的光的各方面，诸如辐射或光通量或者其他光强度指示，可以例如通过控制向其供给的驱动电流量或者通过本领域技术人员能够理解的其他手段来控制。

在一个实施例中，可以使用根据诸如脉冲宽度调制(PWM)、脉冲编码调制(PCM)、脉冲位置调制(PPM)、脉冲幅度调制(PAM)等方法的脉冲调制驱动电流来控制光源。在本领域中已知，使用经脉冲调制的驱动电流驱动诸如LED之类的光源通常导致与脉冲频率相关的频率处的经脉冲调制的光。为得到足够高的脉冲频率，对于这种经脉冲调制的光不会感知到可察觉的闪烁，其原因在于人眼倾向于感知经脉冲调制的光的“平均”。此外，在这种频率处所感知到的经脉冲调制的光强度可以与脉冲占空比、脉冲密度、时间平均光强度等成比例。因此，可以通过调节向其供给的经脉冲调制的驱动电流的占空因子或脉冲密度来控制由不同光源生成的光的量。例如，在多通道发光单元中减弱或调节红光光源、绿光光源或者蓝光光源会影响其混合辐射通量输出。

每个光源可以输出不同颜色或光谱的光。例如，可以提供多通道发光单元，其包括不同阵列，这些阵列能够生成可见光谱的红光、绿光和蓝光区域中的辐射。应当注意，在其他实施例中，不同阵列可以包括标称上相等的彩色光源。本发明的备选实施例可以采用具有不同于3种不同颜色的光源，例如包括诸如琥珀色、粉红色、青色或者白色之类的颜色的光源。光源可以热连接到共同的散热器或者作为备选热连接到分立散热器(未示出)或其他热管理系统，诸如热管、热虹吸管等，以便得到对光源的特定操作条件的改善的热管理。

在某些实施例中，根据本发明的发光单元包括用于对由不同颜色的光源发射的光进行相互混合的混合光学元件。应当注意，当不同颜色的光源发射适度混合的光时，控制混合光的颜色和强度就变成了控制由相同颜色的光源中的每一个提供的光的量的问题。因此，可以在由发光单元的色域限定的颜色的范围内控制混合光的颜色。该色域由经受可达到的操作条件的多通道发光单元内的不同颜色的光源限定。

控制器模块

本发明的实施例进一步提供用于控制由光源发射的光的控制器模块。控制器模块可以包括诸如微控制器之类的控制器，该控制器配置用于对光源或其混合光的反馈控制。例如，可以由控制器来实现线性反馈控制方法(诸如PID控制、闭环控制、自适应控制)、非线性反馈控制方法或者前向反馈和后向反馈控制方法的组合。反馈控制涉及响应于表明两个或更多光源中的至少一个的光输出的反馈而配置例如采取切换时序形式的、控制两个或更多光源的强度的信号。

在本发明的各种实施例中，控制器可以耦合到供给要由控制器实现的所需发光效果的用户接口或设备接口。所需发光效果可以是基本上恒定的或时变的，并且可以指定光的诸如颜色、色度、亮度和/或强度之类的各方面。控制器可以配置为例如利用所需平稳度通过其变化或通过诸如由于环境光、器件老化、器件温度改变等而造成的其他变化来跟踪所需发光效果。

在一个实施例中，控制器可以访问所保存的(例如存储在存储器中的)发光时序，该发光时序供给所需发光效果的时变时序。例如，所保存的发光时序可以在制造期间预先设置。

在很多实施例中，控制器操作性地耦合到一个或更多电流驱动器，电流驱动器转而耦合到每个光源或光源阵列并且配置为分立地向其供给电流。控制器向每个电流驱动器供给切换时序，该切换时序用于配置由电流驱动器供给的时变电流。电源可以耦合到电流驱动器以便提供电功率。电流驱动器控制供给到每个光源的驱动电流量并因此控制由每个光源发射的光的量。电流驱动器可以配置为分立地调整对每个光源的电流供给以便控制组合的混合光的性质，诸如光通量和色度。电流驱动器可以是电流调整器、开关或者本领域中已知的其他类似器件。本领域技术人员将容易理解到用于控制光源的激活的备选控制技术。

在一个实施例中，适度的散热或热管理系统可以耦合到电流驱动器并且可选地耦合到光源以耗散由此生成的多余热量。例如，出于这一目的，可以采用一个或更多散热器、热管、热虹吸管、强制液体或气体冷却系统、对流冷却系统等。可以进一步收集热信息并且将其供给到控制器以用于反馈控制目的。

本领域技术人员将认识到，由控制器生成的PWM或PCM等控制信号可以使用计算机软件或固件来实现，该计算机软件或固件由具有用于确定脉冲生成控制信号时序的指令的计算机可读介质提供。例如，计算机可读介质(诸如光学或磁存储介质、RAM、ROM等)可以携带可由配置为执行驱动控制的通用或专用计算设备(例如处理器、控制器等)读取的指令。非常明显的是，类似地配置的计算机软件可以用于实现本发明的其他方面，诸如处理光学信号以及执行根据本发明的各方面的其他方法和算法。

在某些实施例中，电流传感器耦合到电流驱动器的输出并且持续地或间歇地感测供给到光源的驱动电流。电流传感器可以包括固定电阻器、可变电阻器、电感器、霍尔效应电流传感器或者具有已知电压-电流关系并且能够提供对驱动电流的适度精确的指示的其他元件。供给到光源的瞬时正向电流可以由电流传感器来测量，该电流传感器能够向耦合到控制器的信号处理系统传送感测到的信号。信号处理系统可以对来自传感器的驱动电流信号进行预处理并且向控制器提供相应信息。信号处理系统可以包括模拟到数字(A/D)转换器、放大器、滤波器、微处理器、信号处理器或者本领域技术人员容易理解的其他信号处理器件。

在本发明的另一实施例中，将来自电流传感器的输出信号直接转发给控制器用于处理。在进一步备选的实施例中，可以将用于每个光源的峰值正向电流固定为预先设置的值以避免必须测量瞬时正向电流。这对于例如获得关于光源的电流操作行为的信息，诸如根据输入电流的光输出而言可能是有用的。这种信息对于反馈控制而言可能是有用的。

切换时序

根据本发明，控制器模块配置为提供信号以使用切换时序，例如确定供给到每个光源的分立的经脉冲调制的驱动电流的切换时序，来驱动与之耦合的光源。根据两个目的来配置切换时序。第一，切换时序配置为例如通过限定PWM、PCM或者其他经脉冲调制的波形来提供所需发光效果，该PWM、PCM或者其他经脉冲调制的波形用于驱动每个光源以产生所需强度的光从而获得所需混合光。第二，切换时序配置为提供光的多个可测量组合以用于反馈目的。

例如，在一个实施例中，红光、绿光和蓝光光源均可以根据限定经脉冲调制的驱动电流的分立切换时序来驱动。切换时序的各方面，例如占空比或平均值，可以配置为在存在环境光的情况下产生具有所需发光效果的混合光，诸如在所需时间产生所需颜色和/或强度的光。切换时序的其他方面，例如其切换时间，可以配置为产生光的多个可测量组合。例如，在一个时间间隔期间，所有光源都可以关断，从而仅显示环境光。在另一时间间隔期间，仅红光光源可以接通。在又一时间间隔期间，红光和蓝光光源可以接通。在另一时间间隔期间，红光、蓝光和绿光光源可以接通。光的其他可测量组合也是可能的。例如，对于各自具有a种诸如强度水平之类的配置的n个可控光源，光的多达aⁿ个可测量组合可以是可能的。作为进一步的示例，在经脉冲调制的接通/关断光源中，a可以等于2。

在一个实施例中，切换时序可以配置为提供所需的多个发光组合，同时还提供所需发光效果。例如，可以根据所需发光效果、针对供给光源的每个经脉冲调制的驱动电流来确定参数，诸如占空比、脉冲密度因子或者平均值。一旦确定了这些参数，就能够限定用于每个光源的、遵循这些参数的一类潜在的切换时序。然后，可以从这一类中选择一组切换时序用于光源的操作，其中可以将所选择的切换时序选择为提供适度的光的可测量组合以用于测量和反馈目的。

例如，可以针对根据所需发光效果配置的每个光源提供初始切换时序，例如导致具有适当占空比、占空因子、脉冲密度因子等的经脉冲调制的驱动电流。可以评估初始切换时序以确定它们是否将导致适度的光的可测量组合。可以通过对至少一个切换时序进行时间偏移或通过调节切换时序来修改初始切换时序，以便将从中得到的至少一个经脉冲调制的驱动电流分解为多个脉冲或作为备选合并分立的脉冲。这些修改可以配置为使得所需发光效果保持基本上不变，同时实现光的可测量组合。可以执行对切换时序的修改以提供初始切换时序未提供的其他测量机会，从而能够提供适度的光的可测量组合。

在另一实施例中，切换时序可以配置为在提供所需发光效果与提供适度的光的可测量组合之间提供折衷。例如，切换时序可以与测量x和测量y相关联，测量x表明所提供的发光效果到所需发光效果之间的“距离”或误差，测量y表明所提供的光的可测量组合与一组认为适度的光的可测量组合之间的“距离”或误差。然后，例如可以选择切换时序，其导致(x，y)的矢量范数，例如针对预定值a和b的ax²+by²，这提供了最小值或预定阈值以下的值。

适度测量发光组合至少需要预定最小时间段。例如，在具有特定量的光学噪声的环境中的具有特定质量的光学传感器可能需要可预测的最小时间量来将光适度采样到预定精确度和准确度。因此，希望光的可测量组合存在最小连续和/或累计时间量以便被适度地测量。在某些实施例中，对呈现一个或更多所提出的光的可测量组合的时间量的评估可以用于确定关于光的可测量组合的适度性的指示。

在本发明的一个实施例中，切换时序进一步配置为使得由此限定的光的可测量组合的至少一部分呈现预定时间量。

在一个实施例中，可以至少部分地通过来自光测量模块和/或处理模块的反馈来确定切换时序。例如，光测量模块和/或处理模块可以配置为提供表明正在提供的实际发光效果、所提供的光的可测量组合的长度的适度性或非适度性或者对所提供的光的可测量组合的选择的适度性或非适度性的反馈。控制器模块可以配置为基于这种反馈来调节一个或更多切换时序，例如以便更精确地显现所需发光效果或者以便提供更适度的光的可测量组合以用于测量和处理。

光学传感器

根据本发明的各种实施例，可以提供一个或更多光学传感器用于检测光，包括从光源输出的光。在本发明的一个实施例中，光学传感器是具有光学滤波器的硅光电二极管，该光学滤波器对在由发光单元的光源发射的光的实际相关的光谱范围内的光的光谱辐射通量具有基本上恒定的响应。可选地，可以使用多层干涉滤波器，该多层干涉滤波器可能需要基本上对准的光。

光测量模块

根据本发明实施例而提供的光测量模块配置为提供光的一个或更多测量，该光包括来自一个或更多光源以及可选地环境光的光。出于这一目的，光测量模块包括或操作性地耦合到一个或更多光学传感器，并且进一步配置为接收表明由控制器模块确定的切换时序的信号。光测量模块配置为基于切换时序来限定一个或更多测量时序。测量时序用于限定针对光测量的时间，以及可选地用于提供标识手段，诸如标记、存储器位置、存储器指示器或者用于标识每个光测量与进行测量的发光条件之间的对应关系的其他手段。

在本发明的实施例中，光测量模块可以包括电子设备，诸如控制器、处理器、存储器、滤波器、定时设备以及通信设备，其配置用于执行光测量模块的操作。光测量模块的一个或更多组件可以与控制器模块和/或处理模块共享，或者作为备选，光测量模块可以基本上是自包含的。

在本发明的实施例中，光测量模块可以配置为接收表明切换时序的信号。例如，光测量模块可以使用有线、无线或联网通信链路来链接到控制器模块。作为备选，可以对接收自光学传感器的光学信号进行处理以导出表明切换时序的信号，并且将这些信号提供给光测量模块。在进一步的实施例中，可以对来自光源的光进行调制以携带表明切换时序的已编码信息，或者可以直接分析光学信号以检测或确定切换时序(例如通过监控亮度改变诸如跳跃改变)。接收器模块可以配置为便于这一监控。

测量时序

根据本发明的很多实施例，测量时序配置为使得能够提供所选择的表明光的可测量组合的光测量。例如，测量时序可以配置为触发表明仅环境光、环境光加来自一个所选择的光源的光、环境光加来自两个所选择的光源的光等的不同光测量。通过处理切换时序，可以提供适度的测量时序，其使得可以以适当的时间间隔来进行每个所选择的光测量。例如，表明环境光加一个或更多所选择的光源的光测量可以通过如下方式来提供，即将测量时序配置为记录光学传感器在所选择的光源接通时的一个或更多时间间隔期间的平均输出。

在一个实施例中，测量时序可以进一步配置为考虑诸如电流驱动器或光源的响应特性之类的因素。例如，测量时序可以配置为仅当来自光源的光输出在接通或关断事件之后已经基本上稳定时才采样光学传感器的输出。

在本发明的实施例中，测量时序可以配置为提供从切换时序得到的可用的光的可测量组合的全部或者仅一部分的测量。例如，如果可用的光的可测量组合比确定所需光指示所需要的更多，则测量时序可以仅导致正在测量的光的可测量组合的一部分。在进一步的实施例中，光测量模块或处理模块可以配置为基于诸如测量质量和所测量的发光组合的适度性之类的因素来确定要测量的那部分发光组合。

在本发明的实施例中，测量时序可以配置为提供比处理可能需要的更多的测量，例如通过对光的可测量组合中的至少某些进行过采样来实现。在本领域中已知，过采样、冗余或者别的附加测量可以用于误差检测、纠错、滤波和估计(诸如最小二乘估计)等。例如，通过提供和处理附加测量，可以使本发明的实施例的抗噪能力更强，从而能够实现针对测量每个可测量发光组合的缩短的时间要求。

处理模块

根据本发明实施例而提供的光处理模块配置为接收和处理由光测量模块提供的对光的一个或更多测量以确定至少一个光源的光输出指示。可以部分地基于切换时序来执行光测量的处理，该切换时序可以从控制器模块或从诸如光测量模块或接收器模块的另一设备接收，其例如配置为从由光学传感器提供的信号确定或检测切换时序。

在本发明的实施例中，处理模块可以包括电子设备，诸如控制器、处理器、存储器、滤波器、定时设备以及通信设备，其配置用于执行处理模块的操作。处理模块的一个或更多组件可以与控制器模块和/或光测量模块共享，或者作为备选，处理模块可以基本上是自包含的。

在本发明的实施例中，处理模块可以配置为接收表明切换时序的信号。例如，处理模块可以使用有线、无线或联网通信链路来链接到控制器模块。作为备选，可以例如使用接收器模块对接收自光学传感器的光学信号进行处理以导出表明切换时序的信号，并且将这些信号提供给处理模块。表明切换时序的信号可以用于通过使得每个光测量能够与特定发光组合相关联来处理光测量。这可以使得处理模块的光输出指示能够正确地与光源相关联，从而可以使该信息对于反馈目的而言更加有用。

适度的测量机会应当是既存在又被利用以向处理模块提供足够信息。例如，为了确定所选择的光源的光输出指示，切换时序和测量时序应当配置为提供适度的光的可测量组合以及这些可测量组合的适度光测量。例如，在一个实施例中，如果希望测量蓝光光源的强度，但仅有的光的可测量组合为红光、绿光以及红光加绿光，则不可能测量蓝光。如果包括蓝光的适度的光的可测量组合存在但未被测量，这同样成立。相反，至少需要包括蓝光的一个光测量以及排除蓝光的一个光测量，尽管这不能保证适度性。

作为另一示例，假设测量4个不同的光的可测量组合，这4个组合对应于环境光加蓝光、环境光加红光加蓝光、环境光加蓝光加绿光以及环境光加红光加蓝光加绿光。在此情况下，仍然不能确定蓝光指示，其原因在于在每种情况下蓝光都是和环境光一起测量的。在此情况下，仅能够确定红光、绿光以及环境光加蓝光的指示。

在本发明的特定实施例中，处理模块配置为确定关于向其提供的光测量是否足以提供所选择的光源的所需光输出指示的指示。如果光测量是不足的，则处理模块可以配置为用信号通知控制器模块和光测量模块之一或这两者以分别修改切换时序和测量时序，以便提高用于处理的光测量的足够性。

在本发明的实施例中，可以采用线性代数工具来确定所提出的一组切换时序和测量时序是否足以确定一个或更多光源的所需光输出指示。例如，在切换时序导致多个光的可测量组合，其中多个光源中的每一个在每个组合中接通或关断的情况下，可以将矩阵A限定为针对每个行i和列j具有条目a_ij，其中如果光源j在可测量发光组合i中是关断的则a_ij＝0，如果光源j在可测量发光组合i中是接通的则a_ij＝1。此外，可以将环境光视为矩阵A中的光源，例如光源号j＝1。依赖于所提出的测量时序，可以通过删除对应于实际上不根据测量时序测量的可测量发光组合的行来从A导出测量矩阵M。因此，可以从单一矩阵A导出潜在的多个测量矩阵M。

给定以上内容，可以示出以下结果，其可适用于本发明的实施例。对于限定A的给定的一组切换时序，并且对于限定M的给定的一组测量时序，“M可逆”这一性质等同于“可以使用从M得到的光测量来确定每个光源j的唯一指示”这一性质。同时，如果存在可通过可能地删除A的行来从A得到的矩阵，该矩阵是可逆的，则存在可与限定A的切换时序一起使用的测量时序，该测量时序可用于确定每个光源j的指示。

在一个实施例中，条目M^-1可以用于确定如何处理测量，这例如通过建议线性数学运算来实现，该线性数学运算可以被执行以从所提供的光测量确定每个光源的指示。例如，对于i的固定值以及对于j的值范围，可以将M^-1的第ij个条目乘以第j个光测量，并且在j上对结果进行求和以获得第i个光源的光输出指示。

以上内容对应于对如下内容的解释，即处理光测量以通过求解线性方程组来确定光输出指示。例如，假设x是具有表示第i个光源的指示(诸如亮度强度或辐射强度、通量、光谱功率等)的元素x_i的矢量，r是具有表示第i个光测量的元素r_i的矢量。然后，根据本发明的实施例，处理光测量等同于通过求解诸如Ax＝r或Mx＝r之类的线性方程组来确定x。在某些实施例中，这可以通过计算x＝M^-1r来实现。

在某些实施例中，希望或有必要在处理期间基本上解出超定或欠定的线性方程组。例如，可能没有精确解出方程组Ax＝r的矢量x，或者没有多个这样的矢量x。如果矩阵A不是方阵，例如如果比确定所需光指示集合所需的更多或更少的光测量被用于处理，则这可能特别有用。在此情况下，有若干处理技术用于获得近似解，或者用于从多个可能的解中选择一个解。例如与最小二乘估计相关的一种这样的技术基本上涉及计算矩阵A的Moore-Penrose伪逆A⁺，以及设x＝A⁺r。可以例如通过QR或奇异值分解来计算伪逆。由此获得的表示光源的光输出指示的矢量x是在x使得||Ax-r||最小的意义下Ax＝r的解，其中||·||表示欧几里得范式，并且如果有多个这样的矢量x则x进一步具有最小的欧几里得范式。也即，以这种方式获得的x表示方程组Ax＝r的“最接近”的可能解。

应当注意，其他处理方法是可能的，例如可以建立代数条件，用于确定即使在已经确知不能确定所有光源的光输出指示时是否也能确定光源子集的光输出指示。例如，通过删除矩阵A的列j，可以应用以上结果，而不必考虑对应于列j的光源的影响。通过合并矩阵A的相同列，可以导出方程组，其解在某些情况下提供了光源组合的光输出指示。还应当注意，处理并非必须明确执行这些代数运算，而是可以使用等同的模拟或数字电路来获得相似的结果。

在一个实施例中，如果有n个不同的光源，包括环境光，要针对环境光进行光的区分，则至少需要进行对应于n个不同的光的可测量组合的光测量。然而，这可能仅提供了对于确定所有n个光源的光指示而言必要但并非足够适度的光测量条件。

用于控制和测量光的方法

图3示出了根据本发明实施例的用于控制和测量光的方法。根据该方法，在步骤310中提供了两个或更多切换时序，每个切换时序用于控制一个或更多光源的操作。切换时序配置为导致生成所需发光效果，诸如光的颜色和强度。切换时序还配置为导致生成两个或更多不同的光的可测量组合。在步骤320中，光源根据切换时序来操作，例如通过根据切换时序配置向其供给的经切换的驱动电流来操作。在步骤330中，基于切换时序来提供一个或更多测量时序。在步骤340中，基于测量时序来测量光，例如通过使用测量时序来配置使用光学传感器测量光的采样时间来测量光。在步骤350中，基于切换时序来处理测量。例如，将切换时序用于将测量与光源配置相关联，从而使得能够执行处理操作以提供所选择的光源的光输出指示。在步骤360中，例如向控制器返回该指示，以用于反馈循环操作。

示例

图4A和图4B示出了表示来自3个光源的光的时变波形，例如波形402和452可以表示来自红光光源的光，波形404和454可以表示来自蓝光光源的光，并且波形406和456可以表示来自绿光光源的光。波形402、404和406的总和由波形410表示，并且波形452、454和456的总和由波形460表示。切换时序确定所示波形的切换时间。例如，在图4A中，用于红光的切换时序确定波形402改变值的时间。切换时序导致生成不同的光的可测量组合，例如由波形410和460所取的不同值来表示。

图4B所示的波形452、454和456可以例如通过初始地根据所需发光效果配置的时间偏移的PWM波形来导出。在此情况下，所需发光效果将对应于从红光、蓝光、绿光光源中的每一个的大约相等的占空比得到的光，该占空比大约为65％。

图4A和图4B还示出了由测量时序确定的潜在光测量。例如，可以潜在地在时序上进行光测量，该时序例如由图4A中的光测量时序420、421、422a和423描绘。测量也可以延展为跨多个切换周期，例如代替测量422a，可以使用测量422b。出于说明的目的，将测量时间描绘为基本上瞬时的，但这些测量时间还可以涵盖时间间隔。

参考图4A，由切换时序以及测量时序420、421、422a和423或者420、421、422b和423限定的矩阵M₁可以表达为：

$M_1=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 1\\ 1& 1& 1& 0\\ 1& 1& 0& 0\\ 1& 0& 0& 0\end{array}\right],{M_1}^{-1}=\left[\begin{array}{cccc}0& 0& 0& 1\\ 0& 0& 1& -1\\ 0& 1& -1& 0\\ 1& -1& 0& 0\end{array}\right]$

因此，M₁是可逆的，从而该信息足以确定红光、蓝光、绿光和环境光的指示。另外，读出M₁ ^-1的行，该逆矩阵的形式显示出，环境光指示可以直接从第四测量获得，红光指示可以通过从第三测量减去第四测量来获得，蓝光指示可以通过从第二测量减去第三测量来获得，并且绿光指示可以通过从第一测量减去第二测量来获得。

参考图4B，由切换时序以及由测量470、471、472和473示出的测量时序所限定的矩阵M₂可以连同其逆矩阵表达为：

$M_2=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 0\\ 1& 1& 1& 1\\ 1& 0& 1& 1\\ 1& 0& 0& 1\end{array}\right],{M_2}^{-1}=\left[\begin{array}{cccc}1& -1& 0& 1\\ 0& 1& -1& 0\\ 0& 0& 1& -1\\ -1& 1& 0& 0\end{array}\right]$

因此，M₂是可逆的，从而该信息足以确定红光、蓝光、绿光和环境光的指示。根据该逆矩阵的形式，例如，环境光指示可以通过从第一测量减去第二测量并加上第四测量来获得。

参考图4B，由切换时序以及由测量470、472、473和474示出的测量时序所限定的矩阵M₃可以表达为：

$M_3=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 0\\ 1& 0& 1& 1\\ 1& 0& 0& 1\\ 1& 1& 0& 1\end{array}\right],{M_3}^{-1}=\left[\begin{array}{cccc}1& -1& 2& -1\\ 0& 0& -1& 1\\ 0& 1& -1& 0\\ -1& 1& -1& 1\end{array}\right]$

因此，M₃是可逆的，从而该信息足以确定红光、蓝光、绿光和环境光的指示。根据该逆矩阵的形式，例如，环境光指示可以通过从第一测量减去第二测量、加上两次第三测量并且减去第四测量来获得。

再次参考图4B，备选的测量时序可以配置为获得测量470、471、472、473和474，其多于对于确定所有光源加环境光的指示而言适度的测量。然后，处理可以等同于求解超定方程组M₄x＝r，其中x表示光源指示，r表示测量，并且：

$M_4=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 0\\ 1& 1& 1& 1\\ 1& 0& 1& 1\\ 1& 0& 0& 1\\ 1& 1& 0& 1\end{array}\right],M_4^{+}=\left[\begin{array}{ccccc}1& -1& 0& 1& 0\\ 0& \frac{1}{2}& \frac{-1}{2}& \frac{-1}{2}& \frac{1}{2}\\ 0& \frac{1}{2}& \frac{1}{2}& \frac{-1}{2}& \frac{-1}{2}\\ -1& \frac{3}{4}& \frac{1}{4}& \frac{-1}{4}& \frac{1}{4}\end{array}\right]$

在此，M₄ ⁺是Moore-Penrose伪逆。因此，可能的解是x＝M₄ ⁺r，这一特定的解给出了使得||M₄x-r||最小的矢量x，其中||·||表示欧几里得范式。也即，以这种方式获得的x表示该方程组的“最接近”的可能解。如果有多个这样的矢量，则以这种方式获得的矢量x还将具有最小的欧几里得范式。

再次参考图4B，备选的测量时序可以配置为获得所有测量470、471和472，其少于对于确定所有光源加环境光的指示而言适度的测量。然后，处理可以等同于求解欠定方程组M₅x＝r，其中x表示光源指示，r表示测量，并且：

$M_5=\left[\begin{array}{cccc}1& 1& 1& 0\\ 1& 1& 1& 1\\ 1& 0& 1& 1\end{array}\right],M_5^{+}=\left[\begin{array}{ccc}\frac{1}{2}& \frac{-1}{2}& \frac{1}{2}\\ 0& 1& -1\\ \frac{1}{2}& \frac{-1}{2}& \frac{1}{2}\\ -1& 1& 0\end{array}\right]$

同样，M₅ ⁺是Moore-Penrose伪逆。因此，可能的解是x＝M₅ ⁺r，这一特定的解给出了使得||M₅x-r||最小的矢量x，并且x具有最小的欧几里得范式。

图5示出了根据本发明实施例的用于配置切换时序和测量时序的方法。在这一方法中，在步骤510中提供所需发光效果。这可以用于约束潜在的切换时序，这例如通过仅考虑将导致所需发光效果的切换时序来实现。在步骤520中，配置切换时序，其可能受制于以上约束。在步骤530中，分析切换时序以确定根据所配置的切换时序而呈现的测量机会或光的可测量组合。在步骤540中，提出测量时序，其导致这些光的可测量组合中的至少一部分的测量。

继续参考图5，一旦已经提出了切换时序和测量时序，就能够进行关于这些时序是否足以评估或确定一个或更多所选择的光源的一个或更多所需光输出指示的确定550。例如，这可以包括确定是否有足够的、能够被处理以确定所需指示的测量可用。如果时序是足够的，则接受切换时序和测量时序并且处理结束。否则，可以进行关于是否应当考虑另一测量时序的确定560。如果这样，则在步骤540中提出新测量时序并且处理继续。否则，可以进行关于是否应当考虑另一切换时序的确定570。如果这样，则在步骤530中提出新切换时序并且处理继续。否则，可以进行关于是否应当调节所需发光效果的可选确定580。如果这样，则在步骤510中提供新的所需发光效果并且处理继续。否则，返回表明不能找到足够切换时序和测量时序的错误。

尽管已经在此描述和示出了若干本发明的实施例，但本领域技术人员将容易想到用于执行在此描述的功能和/或获得结果和/或一个或更多优点的各种各样的其他手段和/或结构，并且每个这种变型和/或修改都被视为在这里描述的本发明实施例的范围内。更一般地，本领域技术人员将容易意识到，在此描述的所有参数、尺寸、材料和配置都意在进行例示，并且实际的参数、尺寸、材料和/或配置将依赖于本发明的启示所用于的特定应用。本领域技术人员将认识到或能够使用不超出例行的实验来得知在此描述的本发明特定实施例的很多等同方案。因此，应当理解，前述实施例仅仅是通过示例的方式提出的，在所附权利要求及其等同方案的范围内，可以以与在此具体描述和要求保护的不同的方式实践本发明实施例。本公开中的本发明实施例针对在此描述的每个单独的特征、系统、产品、材料、配套元件和/或方法。此外，两个或更多这种特征、系统、产品、材料、配套元件和/或方法的任何组合(如果这种特征、系统、产品、材料、配套元件和/或方法彼此不冲突)包括在本公开中的本发明范围内。

在此限定和使用的所有定义应当理解为对词典定义、通过引用的方式包含的文献中的定义和/或所限定的术语的通常含义的运用。

在此在说明书和权利要求书中所用的不定冠词“一”和“一个”，除非明确地提出相反表示，都应当理解为是指“至少一个”。

在此在说明书和权利要求书中所用的短语“和/或”应当理解为是指这样联合的元素中的“任一或者两者”，即在某些情况下联合地存在而在其他情况下非联合地存在的元素。以“和/或”列举的多个元素应当以相同方式解读，即这样联合的“一个或更多”元素。可以可选地存在不同于用“和/或”分句具体标识出的元素的其他元素，无论与这些具体标识出的元素是相关还是不相关。因此，作为非限制性示例，对“A和/或B”的引用，当结合诸如“包括”之类的开放式语言而使用时，在一个实施例中可以仅指代A(可选地包括不同于B的元素)；在另一实施例中可以仅指代B(可选地包括不同于A的元素)；在又一实施例中可以指代A和B两者(可选地包括其他元素)；等等。

正如在此在说明书和权利要求书中所用，“或”应当理解为具有与以上所限定的“和/或”具有相同含义。例如，当对列举的项进行分隔时，“或”或“和/或”应当解释为是包容性的，即包括多个或列举的元素中的至少一个，也包括其中多个，以及可选地包括附加的未列举的项。只有明确地表明具有相反含义的术语，诸如“仅其中一个”或“正好其中一个”，或者在权利要求书中所用的“由......组成”，将指代仅包括多个或列举的元素中的正好一个元素。一般地，在此所用的术语“或”仅在后面跟有排除性术语(诸如“任一”、“其中一个”、“仅其中一个”或者“正好其中一个”)时应当解释为表明排除性备选(即“一个或另一个，但不是两者”)。正如在权利要求书中所用，“基本上包括”应当具有其在专利法领域中所用的通常含义。

正如在此在说明书和权利要求书中所用，短语“至少一个”在引用一个或更多元素的列举时，应当理解为是指从元素列举中的任何一个或更多元素中选择的至少一个元素，但并不必然包括元素列举内具体列举的每一个元素中的至少一个，也不排除元素列举中的元素的任何组合。这一定义还使得可以可选地存在短语“至少一个”所指代的、不同于元素列举内具体标识的元素的其他元素，无论与这些具体标识出的元素是相关还是不相关。因此，作为非限制性示例，“A和B中的至少一个”(或等同地“A或B中的至少一个”，或等同地“A和/或B中的至少一个”)，在一个实施例中可以指代至少一个，可选地包括多个，即A，但不包括B(并且可选地包括不同于B的元素)；在另一实施例中可以指代至少一个，可选地包括多个，即B，但不包括A(并且可选地包括不同于A的元素)；在又一实施例中可以指代至少一个，可选地包括多个，即A，以及至少一个，可选地包括多个，即B(并且可选地包括其他元素)；等等。

还应当理解，除非明确地提出相反表示，否则在此要求保护的包括多个步骤或动作的任何方法中，方法的步骤或动作的顺序并不必然限于所记载的方法的步骤或动作的顺序。

在权利要求书以及以上说明书中，所有的转折性短语，诸如“包括”、“包含”、“携带”、“具有”、“含有”、“涉及”、“持有”、“涵盖”等，都应当理解为是开放式的，即是指包括但不限于。只有转折性短语“由......构成”和“基本上由......构成”才分别应当是闭合式和半闭合式转折性短语。

Claims (15)

1.一种用于控制和测量光的装置，所述装置包括：

控制器模块，操作性地耦合到两个或更多光源，至少所述光源中的第一光源被配置为发射具有第一颜色的光以及所述光源中的第二光源被配置为发射具有第二颜色的光，其中所述第一颜色和第二颜色彼此不同，所述控制器模块配置为生成两个或更多切换时序，每个切换时序用于控制其中一个所述光源的操作，所述两个或更多切换时序配置为导致生成所需发光效果以及两个或更多不同的光的可测量组合，至少一个可测量组合包括来自一个或更多所述光源的光；

宽带光传感器，被配置为接收每个不同的光的可测量组合，以检测每个光的可测量组合，并且响应于每个不同的光的可测量组合，输出指示所述光的可测量组合的总强度的光传感器输出信号；

光测量模块，操作性地耦合到所述控制器模块，并且配置为接收表明所述切换时序的信号，所述光测量模块配置为基于所述切换时序来限定一个或更多测量时序，所述光测量模块还被可操作地连接至所述宽带光传感器以接收所述光传感器输出信号，并且还被配置为响应于所述光传感器输出信号并基于所述测量时序来提供一个或更多光测量；以及

处理模块，操作性地耦合到所述光测量模块和所述控制器模块，所述处理模块配置为至少部分地基于所述一个或更多光测量和所述两个或更多切换时序，确定所述两个或更多光源中的至少一个光源的光输出指示。

2.根据权利要求1的装置，其中所述控制器模块进一步配置为至少在预定最小时间量内提供所述两个或更多不同的光的可测量组合中的每一个。

3.根据权利要求1的装置，其中所述控制器模块进一步配置为基于所述两个或更多光源中的至少一个光源的光输出指示，调节所述两个或更多切换时序，以便生成所述所需发光效果。

4.根据权利要求1的装置，其中所述处理模块进一步配置为确定环境光指示。

5.根据权利要求1的装置，其中所述处理模块配置为通过求解线性方程组来确定所述光输出指示。

6.根据权利要求1的装置，其中所述处理模块进一步配置为确定所提供的一个或更多光测量是否足以确定一个或更多所需的光输出指示。

7.根据权利要求6的装置，其中所述处理模块进一步配置为向所述控制器模块和/或所述测量模块提供关于所提供的一个或更多光测量是否足以确定一个或更多所需的光输出指示的指示。

8.一种用于控制和测量光的方法，所述光包括由两个或更多光源生成的光，所述方法包括：

提供两个或更多切换时序，每个切换时序用于控制一个所述光源的操作，至少所述光源中的第一光源被配置为发射具有第一颜色的光以及所述光源中的第二光源被配置为发射具有第二颜色的光，其中所述第一颜色和第二颜色彼此不同，所述两个或更多切换时序配置为导致生成所需发光效果以及两个或更多不同的光的可测量组合，至少一个可测量组合包括来自一个或更多所述光源的光；

基于所述切换时序限定一个或更多测量时序；

使用宽带光传感器检测所述光的可测量组合，所述宽带光传感器响应于每个不同的光的可测量组合，输出指示所述光的可测量组合的总强度的光传感器输出信号；

响应于所述光传感器输出信号，基于所述测量时序来产生一个或更多光测量；以及

处理所述一个或更多光测量，以至少部分地基于所述一个或更多光测量和所述两个或更多切换时序，确定所述两个或更多光源中的至少一个光源的光输出指示。

9.根据权利要求8的方法，其中至少在预定最小时间量内提供所述两个或更多不同的光的可测量组合中的每一个。

10.根据权利要求9的方法，进一步包括：

确定是否至少在所述预定最小时间量内提供所述两个或更多不同的光的可测量组合中的每一个；以及

如果确定是在小于所述预定最小时间量的时间量内提供所述两个或更多不同的光的可测量组合中的至少一个，则调节所述两个或更多切换时序。

11.根据权利要求8的方法，进一步包括以下步骤：

基于所述两个或更多光源中的至少一个光源的光输出指示，调节所述两个或更多切换时序，以便生成所述所需发光效果。

12.根据权利要求8的方法，其中处理所述一个或更多光测量包括确定环境光指示。

13.根据权利要求8的方法，其中确定光输出指示包括求解线性方程组。

14.根据权利要求8的方法，进一步包括：

确定所提供的一个或更多光测量是否足以确定一个或更多所需的光输出指示；以及

如果确定所提供的一个或更多光测量不足以确定一个或更多所需的光输出指示，则调节所述两个或更多切换时序。

15.一种用于控制和测量光的装置，所述光包括由两个或更多光源生成的光，所述装置包括：

用于产生两个或更多切换时序的装置，每个切换时序用于控制一个所述光源的操作，至少所述光源中的第一光源被配置为发射具有第一颜色的光以及所述光源中的第二光源被配置为发射具有第二颜色的光，其中所述第一颜色和第二颜色彼此不同，所述两个或更多切换时序配置为导致生成所需发光效果以及两个或更多不同的光的可测量组合，至少一个可测量组合包括来自一个或更多所述光源的光；

用于基于所述切换时序限定一个或更多测量时序的装置；

用于使用宽带光传感器检测所述光的可测量组合的装置，所述宽带光传感器响应于每个不同的光的可测量组合，输出指示所述光的可测量组合的总强度的光传感器输出信号；

用于响应于所述光传感器输出信号，基于所述测量时序来产生一个或更多光测量的装置；以及

用于处理所述一个或更多光测量，以至少部分地基于所述一个或更多光测量和所述两个或更多切换时序，确定所述两个或更多光源中的至少一个光源的光输出指示的装置。