CN103270367B - 控制具有许多光源阵列的照明设备的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种照明设备，其包括：·第一阵列的光源，其包括许多第一类型光源和许多第二类型光源；·第二阵列的光源，其包括许多所述第一类型光源；·处理装置，其被调适来通过同时控制所述第一阵列光源的所有光源的强度而控制所述第一阵列；通过同时控制所述第二阵列光源的所有光源的强度而控制所述第二阵列。本发明还公开了一种控制这种照明设备的方法。

Description

控制具有许多光源阵列的照明设备的方法

技术领域

本发明涉及一种照明设备，其能够通过调节至少第一阵列的光源和第二阵列的光源相对于彼此的强度以实现所需颜色或所需色温而执行加色混合。

发明背景

产生各种效果的灯具越来越多使用于娱乐行业中，以结合现场表演、电视节目或作为建筑安装的一部分而产生各种光效果和情绪照明。

通常，这种可变色的光源包括多个单独可控光源，使得每个单独可控光源发射预定颜色的光。例如，在RGB系统中，可变色的光源可包括最常见原色的红色、蓝色和绿色的单独可控光源。通过控制不同原色的各自单独可控光源的相对亮度，可借助于各自原色的加色混合而产生可见光谱中的几乎任何颜色，导致所需颜色和强度的输出光。

US 6,016,038和US 6,806,659公开了涉及如出于照明或显示目的能够产生光的LED系统的系统和方法。可由处理器控制发光LED以改变所产生光的亮度和/或颜色，例如，通过使用脉冲宽度调制信号。所公开的照明设备包括LED，其包括至少两个不同颜色；插入于LED与公共电位参考之间的开关设备，其包括对应于两个不同颜色的LED的电流通路的至少两个开关；控制器，其根据预定占空比而开启和关闭开关；和手持式外壳，其具有用于容纳电源和公共参考电位的隔室，以及用于从LED反射光的透镜总成。在LED集中提供不同颜色的LED，每个LED集优选地含有相同颜色的LED的串行/并行阵列，且这些LED由控制器单独可控。

由US 6,016,038和US 6,806,659公开的照明设备也可以用于提供白色照明设备，其中可改变色温，例如US 6,636,003中所描述。US6,636,003公开了一种LED配置，其产生色温可调整的白光。LED配置包括一个或多个白色LED和第一驱动电路，其可操作于将第一驱动电流供应至一个或多个白色LED，使得以所需强度输出白光。LED配置还包括一个或多个彩色LED，其被配置使得从一个或多个彩色LED的光输出与白光组合以产生具有所需色温的合成光。彩色LED由第二驱动电路驱动，其将第二驱动电流供应至一个或多个彩色LED使得以所需强度输出彩色光，从一个或多个彩色LED的彩色光输出的强度是可调整的，以便调整合成光的色温。

如由US 6,016,038和US 6,806,659公开的多色照明设备可产生许多不同颜色，然而饱和色(如红色、绿色或蓝色)的整体亮度减小，因为当这种设备提供饱和色时较少数量的光源被激活。在一些情况中，照明设备意在提供仅一个颜色，且为了增强饱和色的整体亮度，照明设备于是或者代替具有不同颜色的三个阵列的光源而具有发射相同颜色的单个阵列的光源。

然而当来自若干个这种照明设备的光被组合成一个照明时(例如，为了用相同颜色照亮建筑结构或大舞台区域)，可能出现色差，因为两个不同照明设备中使用的光源可能不同。这原因在于难以制造发射恰好相同颜色和亮度的光源的事实。这个问题是结合LED的广泛已知的问题，且LED制造商已通过在发货前将LED预分类或分箱成更小范围的可变性来协助照明设备提供商。更小范围的LED输入刺激已协助装配器产生目标输出颜色。可接受的显色性仍然是苛求的任务，因为甚至所述箱也具有相当大范围的性能变动，且预分类分箱的成本比常规分箱高很多。

已知可通过使用两个其它类型/颜色的光源颜色以对准两个照明设备的整体颜色和/或亮度而补偿两个不同多色照明设备中的相同类型/颜色光源的颜色和亮度上的差异。已知的多色照明设备可被调适为明亮的单色照明设备，其可通过增加发射单色的光源的数量并减少其它光源的数量而补偿颜色/亮度差异。然而，这需要重新设计软件和硬件两者，因为至少印刷电路板、驱动器电路、电源需要动态地重新设计，这将增加制造成本。

此外，由于各个光源的变化特性和潜在的非线性度，难以获得以不同亮度值的精确颜色控制。这通常需要各个源的繁琐的手动调整，或光源的复杂且昂贵的反馈控制。例如，控制各个电位计使得改变可变色的光源总成的整体亮度，同时维持颜色(例如，色调和饱和度)恒定是繁琐的。在多色照明设备中，可通过校准照明设备而减少这些效应，例如如WO2007/062662、US7,626,345、WO2001/052901、US2004/135524或WO 2009/034060中所描述。

WO 2007/062662公开了一种用于控制可变色光源的控制设备，所述可变色光源包括多个单独可控制颜色的光源。控制设备包括响应于指示颜色和亮度的输入信号而对于每个单独可控制颜色的光源产生各自激活信号的控制单元。控制单元被构造来从输入信号和从指示每个单独可控光源的颜色值的至少一个集的预定校准数据而产生激活信号。

US 7,626,345公开了一种用于在各个LED总成内部存储所测量的光输出的制造过程，且由所述过程实现LED总成。过程利用制造测试系统以将LED灯总成保持在距光谱输出测量工具某一受控距离和角度处。对于每个基色LED测量了所制造的总成的光谱坐标，正向电压，和环境测量值。测量值记录在LED总成内部的存储设备。这些存储的测量值可接着在使用LED总成时被利用以提供准确和精确控制由LED总成输出的光。

WO2002/052901公开了一种驱动LED阵列的方法和照明器，其中在照明器中具有至少一个LED，每个具多个颜色。这个方法通过测量每个LED光源的不同温度的颜色坐标、存储作为温度的函数的颜色坐标表达式、得出作为温度的函数的颜色坐标的方程式、在线计算颜色坐标和流明输出分数，和基于所计算的颜色坐标和流明输出分数而控制所述LED的光输出和颜色来控制LED的光输出和颜色。

US 2004/135524涉及一种由于基于LED的照明系统中的热差异而补偿颜色变动的方法和系统。方法和系统涉及将LED特征化以确定在各种操作温度需要什么PWM(脉冲宽度调制)来实现所需合成颜色。特征化数据接着以校正因子的形式或作为实际数据而存储在微处理器中。当检测到与校准温度不同的操作温度时，特征化数据用于调整LED的PWM以将LED恢复至所需合成颜色。

WO 2009/034060涉及一种LED照明设备的颜色或光度性质的温度相关调整的方法，LED照明设备具有发射不同颜色或波长的光的LED或LED颜色群集，在颜色群集内发射相同颜色或波长的光，其光通量部分确定由LED照明设备发射的光混合物的光颜色、色温和/或颜色位置，其特征在于测量至少一个LED的板温和/或结温；确定至少一个温度相关值，其从对于每个各种彩色LED存储的校准数据确定了作为各种彩色LED的波长的函数的各种彩色LED的发射光谱E(？)；对于光混合物确定各种彩色LED的光通量部分，包括以所测量温度的规定光颜色、色温和/或颜色位置，其作为至少一个确定的温度相关值的函数；和调整各种彩色LED的确定光通量部分。

发明概要

本发明的目的是解决上文描述的关于现有技术的限制。这通过一种如独立权利要求中定义的照明设备和控制照明设备的方法来实现。从属权利要求描述本发明的可行实施方案。在本发明的详细描述中描述本发明的优点和益处。

附图简述

图1图示了根据本发明的照明设备；

图2图示了根据本发明的照明设备的校准；

图3图示了根据本发明的控制照明设备的方法的流程图；

图4图示了图3的方法的更多细节；

图5图示了图4的方法的更多细节；

图6图示了根据本发明的照明设备的另一实施方案。

具体实施方式

图1图示了根据本发明的照明设备。照明设备包括第一阵列101的光源和第二103阵列的光源。第一阵列101包括许多第一类型光源105和许多第二类型光源107(阴影)，而第二阵列103仅包括许多第一类型光源105。照明设备包括控制单元109，其包括处理器111和存储器113。

控制单元109被调适来通过同时控制第一阵列101光源的所有光源105和107的强度而控制第一阵列101。意味着基于相同控制信号115或由相同控制信号(例如具有相同占空比的脉冲宽度调制信号、电压调节或电流调节的DC信号等等)而控制第一阵列的光源的强度。

控制单元109也被调适来通过同时控制第二阵列103光源的所有光源105的强度而控制第二阵列103。意味着基于相同控制信号117或由相同控制信号(例如具有相同占空比的脉冲宽度调制信号、电压调节或电流调节的DC信号等等)而控制第二阵列103的光源的强度。

控制单元109还被调适来执行单独控制第一阵列101和所述第二阵列103。因此可单独且独立于彼此而控制第一101和第二103阵列，且因此第一101和第二103阵列的每个可看作两个单独和独立的光源。

根据本发明的照明设备使得可提供非常明亮的单色照明设备，而上文描述问题是关于由于制造而难以提供发射恰好相同颜色和亮度的光源的事实。这随着在第一和第二阵列光源两者中提供大量发射第一颜色的第一类型光源而实现，这导致第一颜色非常明亮的事实。在第一阵列的光源中还提供许多发射第二颜色的第二类型光源。第一阵列的第一类型光源和第二类型光源由相同控制信号驱动，且因此第一阵列将用作单独光源，而第二类型光源对第一阵列的输出添加了少量的第二颜色。因此第一阵列的颜色与第二阵列的颜色将有一点不同，并且可补偿第一类型光源的颜色上的最终不匹配，例如来将两个照明设备的颜色对准。因此第二类型光源的量可选择使得由第一和第二阵列的光源提供的可能色域可补偿第一类型光源的颜色之间的最终颜色和亮度不匹配。第一类型光源的亮度还非常明亮，因为可提供大量第一类型光源。

技术人员认识到，照明设备也可以包括第三阵列，其包括许多第一类型光源和许多第三类型光源。第三阵列用作类似第一阵列，且因此第三阵列的颜色与第一和第二阵列的颜色将有一点不同，且可补偿第一类型光源的颜色上的最终不匹配，例如来将两个照明设备的颜色对准。

照明设备可例如被调适来提供非常明亮的红光，且在这种实施方案中第一类型光源可以是红色LED，且于是第二和第三类型光源分别是绿色和蓝色LED。技术人员认识到，第一类型光源可以是任何种颜色，且第二和第三光源也可以是不同于第一类型光源的颜色的颜色。

在一个实施方案中第一类型光源可以是白色光源，且于是第二和第三类型光源可以是彩色光源，其可用于修正白色的色温。技术人员认识到，第四阵列包括许多第一类型光源和许多第四类型光源，其使得可制造非常明亮的白光，其中可控制色温，因为可将少量红光、绿光和蓝光添加至总光输出。

根据本发明的照明设备还使得可在不需要很大程度地重新设计软件和硬件两者的情况下将常规多色照明设备调整成单色照明设备。可通过替代许多其它颜色的其它光源阵列而提供第一颜色的附加光源，从而使重新设计印刷电路板、驱动器电路、电源的需求降到最小。这减小了这种照明设备的制造成本，因为多色、单色、白光照明设备皆可使用相同硬件平台制造。

在一个实施方案中，处理装置被调适来基于如下文描述的方法而控制第一阵列的光源，其中基于所获得的第一阵列和第二阵列两者的驱动特性以及第一类型和第二类型光源两者的降级数据而确定第一阵列的降级数据。

因此处理器111被调适来获得第一阵列101的第一驱动特性和所述第二阵列103的第二驱动特性。可例如从存储器113获得这些驱动特性，其中驱动特性可被存储或来自能够获得/检测驱动特性的附加检测/测量装置。第一和第二驱动特性可以是分别关于第一阵列和第二阵列的任何种类的物理参数；其中可当第一阵列和第二阵列被激活时测量、检测或获得物理参数。

例如，第一驱动特性可指示一个或多个以下特性：

·第一阵列的第一颜色特性，其描述由第二阵列的一个或多个光源发射的光的颜色和亮度。第一颜色特性例如可表达为颜色图(例如，CIE图)中的颜色坐标、由人眼的三刺激值和/或光的光谱定义的颜色矢量；

·第一阵列的一个或多个光源的第一温度。第一温度例如可以是结合校准过程而获得的第一校准温度，或表达当前温度的第一当前温度。技术人员认识到，温度可直接在光源处测量，或通过指示光源温度的其它参数而获得；

·跨第一阵列的一个或多个光源的第一电压；

·穿过第一阵列的一个或多个光源的第一电流；

·由第一阵列的一个或多个光源的第一功率消耗。

类似地，第二驱动特性可指示一个或多个以下特性：

·第二阵列的第二颜色特性，其描述由第二光阵列的一个或多个光源发射的光的颜色和亮度。第二颜色特性例如可表达为颜色图(例如，CIE图)中的颜色坐标、由人眼的三刺激值和/或光的光谱定义的颜色矢量；

·第二阵列的一个或多个光源的第二温度。第二温度例如可以是结合校准过程而获得的第二校准温度，或表达当前温度的第二当前温度。技术人员认识到，温度可直接在光源处测量，或通过指示光源温度的其它参数而获得；

·跨第二阵列的一个或多个光源的第二电压；

·穿过第二阵列的一个或多个光源的第二电流；

·由第二阵列的一个或多个光源的第二功率消耗。

处理装置也被调适来分别获得第一类型和第二类型光源的第一降级数据和第二降级数据，例如通过从存储器113读取这些数据。第一降级数据和第二降级数据分别可指示作为温度、时间、功率消耗或其它物理参数的函数的第一类型和第二类型光源的降级。

在这个实施方案中，照明设备也包括用于获得至少一个第一类型105光源和至少一个第二类型107光源的温度的装置119。这例如可以是温度传感器，其被调适来测量承载光源的PCB的温度，因为这个温度可用于例如基于穿过光源的电压和电流的测量值而确定光源的温度。然而，也可以使用直接测量光源温度的温度传感器。

如上文所描述，第一和第二驱动特性分别可以是第一阵列101和第二阵列103的第一和第二颜色特性。例如，可由如图2中图示的校准设备201测量第一阵列101的第一颜色特性和第二阵列103的第二颜色特性并存储在存储器113中。校准设备可包括检测器203，其可测量从照明设备发射的光的颜色特性，且例如是光谱设备。校准设备连接205至照明设备的控制器以将指令发送至照明设备。校准设备可例如指示照明设备激活第一阵列101的光源，同时停用激活的第二阵列103。检测器203可接着测量第一阵列的第一颜色特性，且其后校准设备可将第一颜色特性存储在存储器113中。第一颜色特性例如可直接存储在存储器中，如由箭头207所图示，然而技术人员认识到，第一颜色特性也可以通过处理装置113传递至存储器，如由箭头205所图示。校准设备可接着指示照明设备停用第一阵列101的光源，同时激活第二阵列103。检测器203可接着测量第二阵列的第二颜色特性，且其后校准设备可将这些第二颜色特性存储207于存储器113中。校准设备也可以指示照明设备从装置获得温度，以在校准过程期间的某个时间获得温度，并将这个校准温度存储在存储器113中。

图3、图4和图5图示了控制照明设备的方法的流程图。照明设备类似图1中图示的设备，并且包括第一阵列101和第二阵列103的光源。第一阵列101包括许多第一类型105光源和许多第二类型107光源，而第二阵列仅包括许多所述第一类型光源105。图3图示了方法的基本步骤，而图4和图5图示了更多细节。

方法包括通过控制303a第一阵列和控制303b第二阵列而控制照明设备的光输出的步骤301。在步骤303a中，同时控制第一阵列101的所有光源的强度，且在步骤303b中，同时控制第二阵列103的所有光源的强度。意味着以相同方式(例如通过相同控制信号或通过同样的控制信号，如具有相同占空比的脉冲宽度调制信号，电压调节或电流调节的DC信号等等)控制相同阵列的光源强度。单独执行第一和第二阵列的控制，如由两个框所指示，且可例如同时执行，然而技术人员认识到，其也可以在不同时间执行。如上文所描述，可因此单独和/或独立于彼此而控制第一101和第二103阵列，且第一101和第二103阵列可因此被视作两个单独和独立的光源。例如可基于指示例如颜色、调光的量、频闪或智能照明领域中已知的其它种类参数的输入信号(没有示出)而执行步骤301。输入信号可例如基于DMX、ARTnet、以太网或任何其它通信协议。

已知光源的输出作为温度、寿命和消耗功率的函数而降级。控制第一阵列和第二阵列的步骤皆可基于光源降级的确定，以补偿/解决降级。可基于光源的驱动特性和关于光源的预定降级数据而确定光源的降级。

因此方法包括确定照明设备的光源的降级305的步骤，以补偿/解决第一和第二类型光源的降级。

这个步骤包括分别获得第一阵列和第二阵列的第一和第二驱动特性的步骤307a和307b。例如可从存储器获得第一和第二驱动特性，如图2中所描述，其已在校准过程期间被预存储在存储器中。或者如果照明设备包括用于实时测量的检测装置，那么也可以实时测量第一和第二阵列的第一和第二驱动特性，或定时测量并存储在存储器中。驱动特性可以是如结合图1所描述的任何特性。

分别在步骤309a和309b中例如从已存储降级数据的存储器获得第一类型和第二类型光源的第一和第二降级数据。降级数据例如可指示作为温度、时间、功率消耗或任何其它参数的函数的光源降级的量。降级数据可从由光源制造商执行的许多实验得出，或可以是关于光源的理论表达式。

在步骤311b中，基于获得的第二阵列的第二驱动特性和如现有技术中已知的第一类型光源的降级数据(由虚线指示)而确定第二阵列的降级。这是可行的，因为第二阵列仅包括第一类型光源，且因此每个光源同样地退化，因为其大体上同样地被驱动。

在步骤311a中，确定第一阵列的降级；然而无法像第二阵列的降级般确定这个降级，因为第一阵列包括第一类型光源和第二类型光源两者，并且即使其已大体上同样地被驱动，其也不一定以相同方式降级。因此除了所获得的第一阵列的第一驱动特性和第一类型光源的降级特性之外也基于第二阵列的第二驱动特性和第二类型光源的降级数据而确定第一阵列的降级(以点线指示)。第二阵列的第二驱动特性可用于估计第一阵列的第一类型光源的驱动特性，其可用于获得第一阵列的第二类型光源的驱动特性。可接着单独获得第一阵列的第一和第二类型光源的降级，且用于确定第一阵列的降级。由此可解释第一阵列的第一类型光源和第二类型光源在即使其处在类似条件下/已在类似条件下被驱动也不一定以相同方式降级的事实。

例如，第一和第二驱动特性可分别指示第一和第二阵列的第一和第二颜色特性。第二颜色特性可接着用于确定第一类型光源对第一颜色特性的贡献，且接着可使用第一颜色特性和第二颜色特性而获得第二类型光源的贡献。接着可单独确定第一和第二类型光源的降级，且最终组合成第一阵列的总降级。

或者，第一和第二驱动特性可分别指示第一和第二阵列的消耗功率。第二阵列的消耗功率可接着用于确定/估计在给定条件下第一类型光源的消耗功率。第一类型光源的消耗功率可接着通过使用第一阵列的功率消耗而用于确定/估计第二类型光源的消耗功率。光源的温度取决于消耗的功率以及第一类型光源和第二类型光源的降级，且基于其功率消耗而单独确定，并最终组合成第一阵列的总降级。

图4图示了图3的方法的流程图，并图示了可行实施方案的更多细节。在这个实施方案中，确定第一阵列311a的降级的步骤包括许多子步骤。

步骤401将第一阵列分成第一虚拟阵列和第二虚拟阵列。第一虚拟阵列表示第一阵列的第一类型光源，且第二虚拟阵列表示第一阵列的第二类型光源。

接着基于(以点线指示)第二阵列的第二驱动特性而确定403a第一虚拟阵列的驱动特性。例如，可基于第二阵列的第二颜色特性而确定第一虚拟阵列的颜色特性，或可基于第二阵列的第一光源的功率消耗而确定第一虚拟阵列的第一光源的功率消耗。基于(由点线指示)第一虚拟阵列的驱动特性和第一类型光源的降级数据而确定405a第一虚拟阵列的降级。

基于(由虚-点线指示)第一阵列的第一驱动特性和第二阵列的第二驱动特性而确定403b第二虚拟阵列的驱动特性。其后，基于(由虚-点线指示)第二虚拟阵列的第二驱动特性和第一第二光源的降级数据而确定第二虚拟阵列的降级405b。

一旦确定第一虚拟阵列和第二虚拟阵列的降级，通过组合第一虚拟阵列的降级和第二虚拟的降级而确定第一阵列的降级。

步骤311a的子步骤401至407使得可基于一些校准值而确定第一阵列的降级，且还提供获得第一阵列的降级的相对简单方法。

图5图示了图4的方法的实施方案，其中所述方法获得第一驱动特性的步骤307a包括获得关于第一阵列的第一颜色特性的步骤500a、获得关于第一阵列的至少一个光源的第一校准温度参数的步骤；和获得关于第一阵列的至少一个光源的当前温度的第一当前温度参数的步骤503a。

获得第二驱动特性的步骤307b包括获得关于第二阵列的第二颜色特性的步骤500b，获得关于第二阵列的至少一个光源的第二校准温度参数的步骤；和获得关于第二阵列的至少一个光源的当前温度的第二当前温度参数的步骤503b。

可通过使用如图2中描述的校准设备而找到第一颜色特性和第二颜色特性，且可在校准过程期间获得第一和第二校准温度。可例如由温度测量设备直接在一个光源处测量第一和第二校准温度，或通过测量印刷电路板的温度且接着从光源的功率消耗而计算所述温度。可例如通过测量跨光源的电压和穿过光源的电流而获得光源的功率消耗。

可以与校准温度类似的方式分别测量/获得第一阵列的光源的第一和第二当前温度以及第二阵列的光源的当前温度。

在这个实施方案中，确定第二阵列的降级的步骤311b是基于第一降级数据、第二颜色特性、第二校准温度和第二阵列的当前温度(由点线指示)。因此可确定作为温度的函数的颜色特性如何改变，且因此基于这个降级而控制第二阵列。

图5中引入的新步骤使得可基于光源的当前温度而确定第一和第二阵列的光源的降级，并从而补偿/解决光源的温度降级。这可例如根据确定的降级，通过控制第一和第二阵列而实行。

技术人员认识到，当确定光源的降级时可使用其它降级参数。例如，降级参数可以是时间参数，其中基于光源如何被驱动(例如，通过记录第一和第二光源阵列如何被驱动，通过记录灯具的整个寿命所消耗的功率)而确定降级，并且以这种方式补偿/解决由于时间的降级。降级参数也可以是功率参数，其中基于由光源消耗多少功率而确定光源的降级。

图6图示了根据本发明的照明设备的可行实施方案。照明设备包括如图1的照明设备，第一阵列101的光源和第二103阵列的光源。第一阵列101包括许多第一类型光源105和许多第二类型光源107(阴影)，而第二阵列103仅包括许多第一类型光源105。照明设备还包括第三阵列601的光源，其包括许多第一类型光源105和许多第三类型光源603(与第二类型光源阴影不同)。

在这个实施方案中，第一101、第二103和第三601阵列的光源串联连接，且分别在电流源603a、603b和603c与接地点605a、605b和605c之间。阵列配置在PCB 607上，且出于简便而图示为三个分开串的阵列。然而，技术人员认识到，阵列的光源可均匀分布于PCB以产生均匀光束。

照明设备包括控制单元109，其包括处理器111和存储器113。处理器111被调适来通过控制每个阵列的光源的强度而控制第一、第二和第三阵列的光源。每个阵列的光源101、103和601因此用作三个单独光源，且如加色混合的领域中所已知，照明设备可通过控制三个阵列相对于彼此的强度而执行颜色混合。处理器111通过分别控制每个阵列的电流源603a、603b、603b(由控制线609a、609b、609c指示)而控制第一101、第二103和第三阵列，从而可由处理器111控制流动穿过每个阵列的光源的电流。可通过增加电流而增加以及通过减小电流而减小每个阵列的强度。如智能照明领域中已知，电流可调节为DC、AC、PWM或组合。处理器111也可以被调适来基于指示目标颜色的输入信号611而控制光源阵列。

所图示的照明设备是非常明亮的单色照明设备，其中第一类型光源用作原色，且其中第二类型105和第三类型603光源用作二级光源，其可用于补偿/解决上文描述的关于由于制造而难以提供发射恰好相同颜色和强度的光源的事实的问题。

处理器111还被调适来基于如上文描述的方法而控制第一、第二和第三阵列的光源，其中基于第一阵列、第二阵列和第三阵列的驱动特性以及第一、第二和第三类型光源的降级数据而确定光源阵列的降级数据。通过类似于图2中描述的设置的校准过程设置而获得这些数据，且校准数据被存储在存储器113中。照明设备也包括能够检测分别穿过第一、第二和第三阵列的电流的电流检测装置613a、613b和613c，和检测PCB 607的温度的温度检测装置615。照明设备也包括能够检测分别跨第一、第二和第三阵列的电压的电压检测装置617a、617b和617c。

下文是可由图6的照明设备如何实施和使用根据本发明的方法的实例。应理解，可以许多不同方式实施方法，且所描述的实例仅用于说明可行实施方案，并且不限制权利要求的范畴。

第一实例

例如结合制造过程而在使用前校准图6的照明设备。然而，技术人员认识到，可在任何时间(例如定期)校准照明设备。

首先使用图2的校准设备201测量第一阵列101的颜色特性当驱动第一阵列101且第二103和第三601阵列保持关闭时测量颜色特性。由校准设备测量的颜色特性可表达为颜色矢量：

其中X₁、Y₁、Z₁表示由第一阵列发射的光的三刺激值。

也由电流测量装置613a测量在测量颜色特性期间穿过第一阵列的电流CURRENT_1,calc。由电压测量装置(617a)测量跨第一阵列的电压V_1,calc。

其次，使用图2的校准设备201测量第二阵列103的颜色特性当驱动第二阵列103且第一101和第三601阵列保持关闭时测量颜色特性。由校准设备测量的颜色特性可表达为颜色矢量：

其中X₂、Y₂、Z₂表示由第二阵列发射的光的三刺激值。

也由电流测量装置613b测量在测量颜色特性期间穿过第二阵列的电流CURRENT_2,calc。由电压测量装置(617b)测量跨第二阵列的电压V_2,calc。

再次，使用图2的校准设备201测量第三阵列601的颜色特性当驱动第三601阵列且第一101和第二103阵列保持关闭时测量颜色特性。由校准设备测量的颜色特性可表达为颜色矢量：

其中X₃、Y₃、Z₃表示由第三阵列发射的光的三刺激值。

也由电流测量装置613c测量在测量颜色特性期间穿过第三阵列的电流CURRENT_3,calc。由电压测量装置(617c)测量跨第一阵列的电压V_3,calc。

在校准过程期间也测量PCB的温度TEMP_PCB,calc。技术人员认识到，可例如结合每个颜色特性而多次测量PCB的温度。然而在这个实例中，出于简便，PCB温度仅测量一次。

所测量的值CURRENT_1,,calc、CURRENT_2,calc、CURRENT_3,calc、V_1,calc、V_2,calc、V_2,calc和TEMP_PCB,calc接着存储在存储器113中。

从光源制造商获得分别关于第一105、第二107和第三类型光源的降级数据D1、D2、D3，并且也存储在存储器中。降级数据D1、D2、D3表达了光源降级多少，作为增加的温度的函数。

从光源制造商获得分别关于第一105、第二107和第三类型光源的热阻T1、T2、T3，并且也存储在存储器中。热阻T1、T2、T3表达了光源温度增加多少，作为功率消耗的函数。

处理器基于光源阵列的确定的降级而控制光源，且下文描述可如何确定这种降级。

第二阵列的降级

第二阵列的降级颜色特性可由下式确定：

其中是校准时第二阵列的颜色特性，D1是第一类型光源的降级数据，且ΔT是光源的当前温度与校准时光源的温度之间的温度差。这要求第二阵列的每个第一类型光源经历相同降级，这是合理的假设，因为相同电流穿过光源，且光源配置在相同PCB上。

使用方程式(5)找到ΔT。

(5) ΔT＝T_2，calc-T_2，Present

其中T_2,calc是第二阵列的光源的校准温度，且T_2,present是第二阵列的光源的当前温度。可由下式找到光源的校准温度

$\left(6\right)---T_{2,calc}={\mathrm{TEMP}}_{PCB,calc}+T1\·{\mathrm{CURRENT}}_{2,calc}\·\frac{V_{2,calc}}{n{1}_2}$

其中TEMP_PCB,calc是校准时PCB的温度，T1是第一类型光源的热阻。表达式是由每个光源消耗的功率，其中CURRENT_2,calc是穿过光源的电流，且V_2,calc是跨第二阵列的电压。假设电压V_2,calc在光源之间均等分布。

除了使用PCB板的当前温度TEMP_PCB,present和穿过第二阵列的当前电流的差异之外，可由类似表达式找到光源的当前温度T_2,Present

$\left(7\right)---T_{2,\mathrm{Pr}esent}={\mathrm{TEMP}}_{PCB,\mathrm{Pr}esent}+T1\·{\mathrm{CURRENT}}_{2,\mathrm{Pr}esent}\·\frac{V_{2,\mathrm{Pr}esent}}{n{1}_2}$

将(5)、(6)、(7)代入(4)中得出：

其中CURRENT_2,calc、TEMP_PCB,calc、n1₂、T1和V_2,calc存储在存储器113中。由温度测量装置615、电流测量装置613b和电压测量设备(没有示出)获得TEMP_PCB,Present、V_2,Present和CURRENT_2,Present。

第一阵列的降级

无法像第二阵列的降级般确定第一阵列的降级颜色特性因为第一和第二类型光源的降级不相同。

理论上，降级颜色特性需要确定为第一类型光源和第二类型光源的降级的组合：

其中第一部分关于第一类型光源的降级，且其中第二部分关于第二类型光源的降级。是单个第一类型光源的颜色特性，且是单个第二类型光源的颜色特性。

看方程式(9)的第一部分，其中是校准时第一阵列的单个第一类型光源的颜色特性，D1是第一类型光源的降级数据，且ΔTEMP1是第一类型光源的当前温度与校准时第一类型光源的温度之间的温度差。第一阵列包括n1₁个第一类型光源，且因为每个光源都将降级，因此降级乘以这个数字。D1和n1₁是已知值，而和ΔTEMP1需要确定。

可通过使用校准过程期间测量的第二阵列的颜色特性而估计如果在校准时第一阵列的第一类型光源类似于校准时第二阵列的第一类型光源般驱动，那么这是可能的。如果光源的消耗功率实质上相同(例如这是如果光源数量、穿过两个阵列的电流相同的情况)，那么这是合理的假设。因此可估计为：

可使用下式确定ΔTEMP1

(11) ΔTEMP1＝TEMP1_1，cal-TEMP1_1，Present

其中TEMP1_1,cal是第一阵列的第一类型光源的校准温度，且TEMP1_1,Present是第一阵列的第一类型光源的当前温度。可由下式找到光源的校准温度

$\left(12\right)---TEMP{1}_{1,cal}={\mathrm{TEMP}}_{PCB,calc}+T1\·{\mathrm{CURRENT}}_{1,calc}\·\frac{V_{2,calc}}{n{1}_2}$

其中TEMP_PCB,cacl是校准时PCB的温度，T1是第一类型光源的热阻。表达式是由第一阵列的每个光源消耗的功率，其中CURRENT_1,calc是穿过光源的电流，且V_2,calc是跨第二阵列的电压，n1₂是第二阵列的第一类型光源的数量。假设跨第一阵列和第二阵列的每个第一类型光源的电压是相同的。这是合理的假设，因为流动穿过第一和第二阵列的电流实质上相同，且二极管是相同类型。

除了使用PCB的当前温度TEMP_PCB,present和穿过第一阵列的当前电流之外，可由类似表达式找到第一类型光源的当前温度TEMP_1,Present

$\left(13\right)---TEMP{1}_{\mathrm{Pr}esent}={\mathrm{TEMP}}_{PCB,\mathrm{Pr}esent}+T1\·{\mathrm{CURRENT}}_{1,\mathrm{Pr}esent}\·\frac{V_{2,present}}{n{1}_2}$

看方程式(9)的第二部分其中是校准时第一阵列的每个第二类型光源的颜色特性，D2是第二类型光源的降级数据，且ΔTEMP2是第二类型源的当前温度与校准时第二类型光源的温度之间的温度差。第一阵列包括n2₁个第二类型光源，且因为每个光源都将降级，因此降级乘以这个数字。D2和n2₁是已知值，而和ΔTEMP2需要确定。

第一阵列的测量的颜色特性是第一类型光源和第二类型光源的颜色特性的组合。因此可通过使用第一阵列的第一类型光源的颜色特性和第一阵列的颜色特性而找到方程式(10)中估计的的值也可以代入方程式(14)中

可使用下式确定ΔTEMP2

(15) ΔTEMP2＝TEMP2_1，calc-TEMP2_1，Present

其中TEMP2_1,cal是第一阵列的第二类型光源的校准温度，且TEMP2_1,Present是第一阵列的第二类型光源的当前温度。可由下式找到光源的校准温度

$\left(16\right)---TEMP{2}_{1,calc}={\mathrm{TEMP}}_{PCB,cal}+T2\·{\mathrm{CURRENT}}_{1,celc}\·\frac{V_{1,calc}-\frac{V_{2,calc}}{n{1}_2}\·n{1}_1}{n{2}_1}$

其中TEMP_PCB,cal是校准时PCB的温度，且T2是第二类型光源的热阻。表达式是由每个第二类型光源消耗的功率，其中CURRENT_1,calc是穿过第一阵列的电流，V_1,calc是跨第一阵列的电压，V2_,calc是跨第二阵列的电压，n1₂是第二阵列的第一类型光源的数量，n1₁是第一阵列的第一类型光源的数量，且n2₁是第一阵列的第二类型光源的数量。表达式是跨第一阵列的每个第二类型光源的电压，其通过从跨第一阵列的电压减去第一阵列的所有第一类型光源的电压并将这个差除以第一阵列的第二类型光源的数量而得出。

除了使用PCB的当前温度TEMP_PCB,present以及穿过第一阵列和第二阵列的当前电流以及跨第一阵列和第二阵列的电压的差异之外，可通过类似表达式找到光源的当前温度TEMP2_1,Present

$\begin{array}{c}\left(17\right)---TEMP{2}_{1,\mathrm{Pr}esent}={\mathrm{TEMP}}_{PCB,\mathrm{Pr}esent}+T2\·{\mathrm{CURRENT}}_{1,\mathrm{Pr}esent}\·\\ \frac{V_{1,\mathrm{Pr}esent}-\frac{V_{2,\mathrm{Pr}esent}}{n{1}_2}\·n{1}_1}{n{2}_1}\end{array}$

将方程式(10)、(11)、(12)、(13)、(14)、(15)、(16)和(17)的结果代入方程式(9)中：

其中和是校准过程期间分别获得的第一和第二阵列的颜色特性；D1和D2分别是第一和第二类型光源的降级数据；T1和T2分别是第一和第二类型光源的热阻；n1₂是第二阵列的第一类型光源的数量；n1₁是第一阵列的第一类型光源的数量；n2₁是第一阵列的第二类型光源的数量；TEMP_PCB,cal是校准时PCB的温度，且TEMP_PCB,Present是PCB的当前温度；CURRENT_1,CAL是校准期间穿过第一阵列的电流，且CURRENT_1,Present是穿过第一阵列的当前电流；V_1,Present是跨第一阵列的当前电压，V_1,calc是校准时跨第一阵列的电压；V_2,Present是跨第二阵列的当前电压，V_1,calc是校准时跨第二阵列的电压。

第三阵列的降级

可以与第一阵列的降级类似的方式确定第二阵列的降级颜色特性且因此可确定为第一类型光源和第三类型光源的降级的组合：

其中第一部分关于第一类型光源的降级，且其中第二部分关于第三类型光源的降级。

使用与结合第一阵列的方程式(19)所使用的类似自变量可得出：

其中和分别是校准过程期间获得的第二和第三阵列的颜色特性；D1和D3分别是第一和第三类型光源的降级数据；T1和T3分别是第一和第三类型光源的热阻；n1₂是第二阵列的第一类型光源的数量；n1₃是第三阵列的第一类型光源的数量；n3₃是第三阵列的第三类型光源的数量；TEMP_PCB,cal是校准时PCB的温度，且TEMP_PCB,Present是PCB的当前温度；CURRENT_3,CAL是校准期间穿过第三阵列的电流，且CURRENT_3,Present是穿过第三阵列的当前电流；V₃是跨第三阵列的电压；V_1,Present是跨第一阵列的当前电压，V_1,calc是校准时跨第一阵列的电压；V_2,Present是跨第二阵列的当前电压，V_1,calc是校准时跨第二阵列的电压

现在确定了第一、第二和第三阵列的降级，且处理器可因此基于确定的降级数据而调节第一、第二和第三阵列的强度，以产生如本领域中已知的所需颜色。

第二实例

下文是可由图6的照明设备如何实施和使用根据本发明的方法的替代实例。

在这个实例中，图6的照明设备就如在第一实例中，在使用前校准，其中测量如第一实例中的以下值：CURRENT_1,calsl、CURRENT_2,calc、CURRENT_3,calc、V_1,calc、V_2,calc、V_3,calc和TEMP_PCB,calc。

此外使用图2的校准设备201测量第一阵列101的第一附加颜色特性当驱动第一阵列101且将第二103和第三601阵列保持关闭时测量第一附加颜色的颜色特性此外，第一阵列的第一类型光源被蒙蔽使得不由校准设备测量来自这些光源的光。换句话说，第一附加颜色特性对应于第二阵列的第二光源的颜色特性。或者，也可以通过将其短路，例如使用许多跨接器而关闭第一类型光源。

技术人员认识到，也可以随着遮蔽第二类型光源而测量第一附加颜色特性，且将能够相对于此而调整下文的方程式。

由校准设备测量的第一附加颜色特性可表达为颜色矢量：

其中X’₁、Y’₁、Z’₁表示由第一阵列的第二光源发射的光的三刺激值。

也使用图2的校准设备201测量第三阵列101的第三附加颜色特性当驱动第三阵列601且第一101和第二103阵列保持关闭时测量第三附加颜色的颜色特性此外第三阵列的第一类型光源被蒙蔽使得不由校准设备测量来自这些光源的光。换句话说，第一附加颜色特性对应于第三阵列的第三光源的颜色特性。或者，也可以通过将其短路，例如使用许多跨接器而关闭第三类型光源。

由校准设备测量的第三附加颜色特性可表达为颜色矢量：

其中X’₃、Y’₃、Z’₃表示由第三阵列的第三光源发射的光的三刺激值。

第二阵列的降级

可如第一实例中确定第二阵列的降级颜色特性且由方程式(8)定义：

其中CURRENT_2,calc、TEMP_PCB,calc、n1₂、T₁和V_2,calc存储在存储器113中。由温度测量装置615、电流测量装置613b和电压测量设备(没有示出)获得TEMP_PCB,Present、V_2,Present和CURRENT_2,Present。

第一阵列的降级

如在第一实例中，无法像第二阵列的降级般确定第一阵列的降级颜色特性因为第一和第二类型光源的降级不相同。

理论上，降级颜色特性需要像第一实例中确定为第一类型光源和第二类型光源的降级的组合：

其中第一部分关于第一类型光源的降级，且其中第二部分关于第二类型光源的降级。是单个第一类型光源的颜色特性，且是单个第二类型光源的颜色特性。

在这个实例中，可从第一附加颜色特性得出校准时第一阵列的每个第二类型光源的颜色特性因为这个颜色矢量对应于第二阵列的所有第二光源的颜色特性，由此：

可从第一阵列的颜色特性和第一附加颜色特性确定校准时第一阵列的每个第一类型光源的颜色特性

如上文的第一实例中所描述，可使用方程式(11)、(12)和(13)确定ΔTEMP1，且并且可使用方程式(15)、(16)和(17)确定ΔTEMP2。技术人员将能通过将方程式(11)、(12)、(13)、(15)、(16)、(17)、(25)和(26)代入方程式(24)中而确定第一阵列的降级：

第三阵列的降级

可使用类似自变量而确定第三阵列的降级：

现在确定了第一、第二和第三阵列的降级，且处理器可因此基于确定的降级数据而调节第一、第二和第三阵列的强度，以产生如本领域中已知的所需颜色。

Claims (13)

1.一种控制照明设备的方法，其中所述照明设备包括：

·第一阵列的光源，其包括许多第一类型光源和许多第二类型光源；

·第二阵列的光源，其包括许多所述第一类型光源；

所述方法包括步骤：

·通过同时控制所述第一阵列光源的所有所述光源的强度而控制所述第一阵列；

·通过同时控制所述第二阵列光源的所有所述光源的强度而控制所述第二阵列；

·单独执行所述第一阵列和所述第二阵列的所述控制，其中所述方法包括步骤：

·获得关于所述第一阵列的第一驱动特性；

·获得关于所述第二阵列的第二驱动特性；

·获得关于所述第一类型光源的第一降级数据；

·获得关于所述第二类型光源的第二降级数据；

·基于所述第一驱动特性、所述第二驱动特性、所述第一降级数据和所述第二降级数据而确定所述第一阵列的降级；

并且在于控制所述第一阵列的所述步骤是基于所述第一阵列的所述确定的降级，

其中所述降级数据将所述光源的光输出量的改变限定为所述光源的温度、所述光源的寿命或所述光源的功率消耗中的至少一个的函数。

2.根据权利要求1所述的方法，其中获得所述第一驱动特性的所述步骤包括获得关于所述第一阵列的第一颜色特性的步骤，且在于确定所述第一阵列的降级的所述步骤是基于所述第一颜色特性。

3.根据权利要求1所述的方法，其中获得所述第二驱动特性的所述步骤包括获得关于所述第二阵列的第二颜色特性的步骤，且在于确定所述第一阵列的降级的所述步骤是基于所述第二颜色特性。

4.根据权利要求1所述的方法，其中获得所述第一驱动特性的所述步骤包括步骤：

·获得关于所述第一阵列的至少一个所述光源的第一校准温度参数；

·获得关于所述第一阵列的至少一个所述光源的当前温度的第一当前温度参数；

且在于确定所述第一阵列的降级的所述步骤是基于所述第一校准温度参数和所述第一当前温度参数。

5.根据权利要求1所述的方法，其中获得所述第二驱动特性的所述步骤包括步骤：

·获得关于所述第二阵列的至少一个所述光源的第二校准温度参数；

·获得关于所述第二阵列的至少一个所述光源的当前温度的第二当前温度参数；

且在于确定所述第一阵列的降级的所述步骤是基于所述第二校准温度和所述第二当前温度参数。

6.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述第一阵列的降级的所述步骤包括步骤：

·将所述第一阵列分成第一虚拟阵列和第二虚拟阵列，其中所述第一虚拟阵列表示所述第一阵列的所述第一类型光源，且所述第二虚拟阵列表示所述第一阵列的所述第二类型光源；

·基于所述第二驱动特性而确定所述第一虚拟阵列的第一虚拟驱动特性；

·基于所述第一阵列的所述第一驱动特性和所述第二阵列的所述第二驱动特性而确定所述第二虚拟阵列的第二虚拟驱动特性；

·基于所述第一虚拟驱动特性和所述第一降级数据而确定所述第一虚拟阵列的降级；

·基于所述第二虚拟驱动特性和所述第二降级数据而确定所述第二虚拟阵列的降级；

·将所述第一虚拟阵列的所述降级和所述第二虚拟阵列的所述降级组合成所述第一阵列的所述降级。

7.一种照明设备，其包括：

·第一阵列的光源，其包括许多第一类型光源和许多第二类型光源；

·第二阵列的光源，其包括许多所述第一类型光源；

·处理装置，其被调适来：

○通过同时控制所述第一阵列光源的所有所述光源的强度而控制所述第一阵列；

○通过同时控制所述第二阵列光源的所有所述光源的强度而控制所述第二阵列，其中所述照明设备还包括：

·用于获得关于所述第一阵列的第一驱动特性的装置；

·用于获得关于所述第二阵列的第二驱动特性的装置；

·用于获得关于所述第一类型光源的第一降级数据的装置；

·用于获得关于所述第二类型光源的第二降级数据的装置；

且在于所述处理装置被调适来基于所述第一驱动特性、所述第二驱动特性、所述第一降级数据和所述第二降级数据而确定所述第一阵列的降级，且基于所述第一阵列的所述确定的降级而控制所述第一阵列,

其中所述降级数据将所述光源的光输出量的改变限定为所述光源的温度、所述光源的寿命或所述光源的功率消耗中的至少一个的函数。

8.根据权利要求7所述的照明设备，其中用于获得所述第一驱动特性的所述装置包括用于获得关于所述第一阵列的第一颜色特性的装置，且在于处理装置被调适来基于所述第一颜色特性而确定所述第一阵列的所述降级。

9.根据权利要求7所述的照明设备，其中用于获得所述第二驱动特性的所述装置包括用于获得关于所述第二阵列的第二颜色特性的装置，且在于所述处理装置被调适来基于所述第二颜色特性而确定所述第一阵列的所述降级。

10.根据权利要求7所述的照明设备，其中用于获得所述第一驱动特性的装置包括：

·用于获得关于所述第一阵列的至少一个所述光源的第一校准温度参数的装置；

·用于获得关于所述第一阵列的至少一个所述光源的当前温度的第一当前温度参数的装置；

且在于所述处理装置被调适来基于所述第一校准温度参数和所述第一当前温度参数而确定所述第一阵列的所述降级。

11.根据权利要求7所述的照明设备，其中用于获得所述第二驱动特性的所述装置包括：

·用于获得关于所述第二阵列的至少一个所述光源的第二校准温度参数的装置；

·用于获得关于所述第二阵列的至少一个所述光源的当前温度的第二当前温度参数的装置；

且在于所述处理装置被调适来基于所述第二校准温度和所述第二当前温度参数而确定所述第一阵列的所述降级。

12.根据权利要求7所述的照明设备，其中所述处理装置被调适来通过以下而确定所述第一阵列的降级：

·将所述第一阵列分成第一虚拟阵列和第二虚拟阵列，其中所述第一虚拟阵列表示所述第一阵列的所述第一类型光源，且所述第二虚拟阵列表示所述第一阵列的所述第二类型光源；

·基于所述第二驱动特性而确定所述第一虚拟阵列的第一虚拟驱动特性；

·基于所述第一阵列的所述第一驱动特性和所述第二阵列的所述第二驱动特性而确定所述第二虚拟阵列的第二虚拟驱动特性；

·基于所述第一虚拟驱动特性和所述第一降级数据而确定所述第一虚拟阵列的降级；

·基于所述第二虚拟驱动特性和所述第二降级数据而确定所述第二虚拟阵列的降级；

·将所述第一虚拟阵列的所述降级和所述第二虚拟阵列的所述降级组合成所述第一阵列的所述降级。

13.根据权利要求7所述的照明设备，其中由所述第一和所述第二阵列的所述第一类型光源提供的整体强度大于由所述第二类型光源提供的整体强度。