CN103283305A - 用于多通道照明的装置、系统和方法 - Google Patents

Abstract

公开了用于提供多通道照明的系统和方法。反射器和至少4个固态光源可操作为发光。识别固态光源的多个组合，其中组合中的每一个可操作为发出匹配目标色点的光。基于组合的相应光通量值来对组合进行排序，并且基于该排序来选择组合中的至少一个。确定所选择的组合的每个光源的控制信号的占空比以控制从反射器发出的光。

Description

用于多通道照明的装置、系统和方法

技术领域

本发明总体针对用于提供混合光的系统和方法。更具体地，这里公开的各种创造性的方法和装置涉及控制多个原色光源来以期望的色点出提供光

背景技术

数字照明技术，即基于诸如照明二极管(LED)的半导体光源的照明，提供了对传统的荧光灯、HID和白炽灯的各种替代。LED的功能优点和益处包括高能量转换和光效率、耐用性、较低的操作成本等。LED技术最近的发展已经提供了在很多应用中支持各种光效的高效率和稳健的全光谱照明源。例如，如在美国专利号6,016,038和6,211,626中具体讨论的那样，具体化这些源的一些器材的特征在于照明模块，包括能够产生不同颜色，例如红、绿和蓝，的一个或多个LED、以及用于独立地控制LED的输出以便于生成各种颜色和颜色改变的照明效果的处理器。

特定色点的混合光可以通过将不同的原色光源合成为结果色来生成。例如，当合成三个原色(例如，红、绿和蓝)光时，可以实现该三个原色的色域中的每个颜色。当合成两个原色光时，仅可以实现在两个原色光之间的直线上的色点。然而，在合成来自多于三个原色的光时出现了问题，因为这些原色的多于一个的组合通常可用于实现在色域中的期望色点，并且因为这些组合可能在彼此相比时输出的光通量方面具有明显的差异。

对该问题的已知的解决方案选择很多原色组合中的如下一个，其提供处于期望色点的光，并且在实现该色点的尝试中以选择的占空比来操作光源。然而，随着光源的输出随时间的改变，或者当选择了不同的色点时，已知的解决方案不能平滑地控制在色点之间的过渡。这种在色点之间的平滑过渡的缺乏使得光的质量劣化，并且可能被观看者注意到。

因此，在本领域中需要提供一种照明系统和方法，该照明系统和方法利用对于期望色点在颜色色域内改变时平滑过渡的稳定控制来从原色光源群组提供处于期望色点的混合光。

发明内容

本公开内容针对用于从照明源提供照明的创造性方法和装置。例如，反射器包括固态光源的阵列。每个光源发出原色光，并且光源的不同组合发出处于色域上的相同色点的光。控制系统对发出处于特定色点的光多个选项进行排序，并且从发出处于具有最优特性的色点的光的许多组合中选择光源的最优组合。

通常，在一个方面中，照明系统包括反射器和可操作用于发光的至少四个固态光源。照明系统还包括用于识别固态光源的多个组合的控制器，其中该组合中的每一个可操作为发出匹配目标色点的光。控制器基于组合的相应的光通量值来对该组合进行排序，并且基于该排序来选择组合中的一个。控制器确定所选择的组合的每个光源的控制信号的占空比，以控制由所选择的组合从反射器发出的光。

在一个方面中，一种方法从采用多个固态光源的照明源提供照明。该方法识别多个固态光源的多个组合，其中该多个组合中的每一个可操作为发出与目标色点匹配的光。该方法还基于多个组合中的每一个的相应光通量值来对该组合进行排序，并且基于该排序来选择组合中的一个作为所选择的组合。该方法确定所选择的组合的每个光源的控制信号的占空比，并且能够调制所选择的组合的每个光源的占空比，以控制由所选择的组合发出的光。

在一个方面中，提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质被编码有用于在处理器上执行的程序，当在处理器上执行该程序时，执行从具有多个固态光源的照明源提供照明的方法。该方法识别固态光源的多个组合，其中该组合中的每一个可操作为发出与目标色点匹配的光。该方法基于组合中的每一个的相应光通量值来对该组合进行排序，并且基于该排序来选择多个组合。该方法针对所选择的多个组合中的每一个来个别地确定每个光源的个体占空比，并且基于个体占空比来确定每个光源的总占空比。该方法还基于总占空比来控制由所选择的组合发出的光。

在一个实施例中，多个组合中的所选择的一个组合发出具有比由多个组合中的其他组合中的每一个所发出的相应光通量值更大的光通量值的光。在一些实施例中，基于所选择的组合的每个光源的占空比来确定占空比预算，并且基于排序来选择多个组合中的第二个。还可以基于占空比预算来确定第二选择的组合的每个光源的占空比。在一个实施例中，基于所选择的组合的每个光源的占空比以及第二选择的组合的每个光源的占空比来确定光源的总占空比。累积占空比还可以被确定为大于由多个组合提供的光源中的至少一个的占空比。

在一个实施例中，基于至少四个光源中的两个来定义复合光源，并且基于两个光源的光通量来识别复合光源的光通量值。确定复合光源的占空比，并且结合形成多个组合的光源的来采用复合光源。在一个实施例中，照明系统包括光敏检测器。反射器可以是管状反射器，并且可以包括用于从光源中的至少一个向光敏检测器提供光的光导。可以基于从光敏检测器接收到的信息来调整占空比。在一些实施例中，光源发出不同的原色光，并且其中，至少四个固态光源中的每一个包括至少一个发光二极管。

在一个实施例中，基于占空比预算来缩放对于多于一个所选择的组合共用的至少一个光源的占空比。所选择的组合的每个光源的占空比还可以被调整为将由所选择的组合发出的光维持在目标色点。在一些实施例中，将个体占空比与占空比预算作比较，并且缩放至少一个个体占空比以确定总占空比。

出于本公开内容的目的，如这里使用的术语“LED”应当被理解为包括能够响应于电子信号来生成辐射的任何电致发光二极管或者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)、电致发光覆盖物等。具体地，术语LED指所有类型的发光二极管(包括半导体和有机发光二极管)，其可以被配置成生成红外光谱、紫外光谱和可见光(通常包括从约400纳米至约700纳米的辐射波长)的各种部分中的一个或多个中的辐射。LED的一些示例包括但不限于，各种类型的红外LED、紫外LED、红色LED、蓝色LED、绿色LED、黄色LED、黄褐色LED、橘色LED和白色LED(以下进一步讨论)。还应当理解的是，LED可以被配置和/或控制为生成具有给定光谱的各种带宽(例如，窄带宽、宽带宽)以及在给定一般颜色分类内的各种主要波长的辐射。

例如，配置成生成基本上白光(例如，白色LED)的一种LED的实现可以包括多个管芯，该多个管芯分别发出合成地混合以形成基本上白光的电致照明的不同光谱。在另一实现中，白光LED可以与将具有第一光谱的电致照明转换成不同的第二光谱的荧光材料相关联。在该实现的一个示例中，具有相对短波长和窄带宽的光谱的电致照明“泵动(pump)”荧光材料，其转而辐射具有稍微更宽光谱的更长波长的辐射。

还应当理解，术语LED不限制LED的物理和/或电气封装类型。例如，如上所述，LED可以指代具有多个管芯的单个发光设备，该多个管芯被配置成分别发出不同的辐射光谱(例如，可以或不可以被个别地可控)。而且，LED可以与被视作LED的主要部分(例如，一些类型的白色LED)的荧光体相关联。通常，术语LED可以指代封装的LED、非封装的LED、表面安装的LED、板上芯片LED、T封装安装的LED、径向封装LED、功率封装LED、包括有一些类型的封装的和/或光元件的LED(例如，扩散透镜)等。

术语“光源”应当被理解为指代各种辐射源中的任何一个或多个，辐射源包括但不限于，基于LED的源(包括如上定义的一个或多个LED)、白炽光源(例如，白炽灯、卤素灯)、荧光源、磷光源(phosphorescent source)、高密度放电光源(例如，纳蒸汽灯、汞蒸汽灯和金属卤素灯)、激光、其他类型的电致发光源、火法发光源(例如，火苗)、蜡烛发光源(例如，汽灯罩、碳弧辐射源)、照片发光源(photo-luminescent source)(例如，气体放电源)、使用电子饱和的阴极光源、磁发光源、晶体发光源、散斑发光源、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。

给定光源可以被配置生成在可见光谱内、可见光谱外的电磁辐射或者二者的组合。因此，这里可交换地使用术语“光”和“辐射”。此外，光源可以包括作为整体组件的一个或多个滤光器(例如，彩色滤光器)、透镜或者其他光组件。而且，应当理解，光源可以被配置用于各种应用，包括但不限于，指示、显示和/或照明。“照明源”是具体地被配置为生成具有有效地照明内部或外部空间的充分强度的辐射的光源。在该背景下，“充分强度”指代在空间或环境中生成的可见光谱中用于提供环境照明(即，可以间接感知的光或者可以在整体或一部分地感觉之前各种干涉表面中的一个或多个反射的光)的充分的辐射功率(在辐射功率或“光通量”方面，通常采用单位“流明”来表示光源在所有方向上输出的全部光)。

术语“光谱”应当被理解为指代由一个或多个光源产生的辐射的频率(或波长)中的任何一个或多个。因此，术语“光谱”不仅指代处于可见范围中的频率(或波长)，而且还指在整个电磁光谱中的红外、紫外和其他区域中的频率(或波长)。而且，给定光谱可以具有相对窄的带宽(例如，具有基本上很小的频率或波长分量的FWHM)或者相对宽的带宽(具有各种相关强度的若干频率或波长分量)。还应当理解，给定光谱可以是将两个或多个其他光谱混合的结果(例如，混合分从别多个光源发出的辐射)。

为了本公开内容的目的，术语“颜色”与术语“光谱”可交换地使用。然而，术语“颜色”通常用于主要指代观察者可感知的辐射的属性(但是该用途并不意在限制该术语的范围)。因此，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。还应当认识到，与白光和非白光二者相关地使用术语“颜色”。

这里，术语“色温”通常与白光相关地使用，但是该用途并不意在限制该术语的范围。色温主要指代白光的具体颜色内容或色度(shade)(例如，微红、微蓝)。给定辐射采样的色温常规地被表征为根据辐射与所说的辐射采样基本上相同的光谱的黑体辐射器的开氏度(K)的温度。黑体辐射器色温通常落在从约700开氏度(通常被认为是对人眼首先可见的)至超过10,000开氏度的范围内，通常在1500-2000开氏度以上感知到白光。

较低的色温通常指示具有更明显的红色分量或者“更暖感觉”的白光，而较高的色温通常指具有更明显的蓝色分量或者“更冷感觉”的白光。例如，火具有大约1800开氏度的色温，传统的白炽灯泡具有大约2848开氏度的色温，早晨的阳光具有大约3000开氏度的色温，并且阴天中午天空具有大约10000开氏度的色温。在具有大约3000开氏度的色温的白光下看到的彩色图像具有相对微红的色调，而在具有大约10000开氏度的色温的白光下看到的相同的彩色图像具有相对微蓝的色调。

这里的术语“照明器材”用于指代以具体形成因子、组装或封装的一个或多个照明单元的实现或布置。这里的术语“照明单元”指代包括相同或不同类型的一个或多个光源的装置。给定的照明单元可以具有用于光源的各种安装布置、外壳/壳体布置和形状，和/或电气和机械连接配置中的任何一个。此外，给定的照明单元可选地可以与同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/或封装在一起)。“基于LED的照明单元”指代包括只有一个或多个基于LED的光源、或者结合其他非基于LED光源的照明单元。“多通道”照明单元指代包括配置成分别生成不同辐射光谱的至少两个光源的基于LED的或非基于LED的照明单元，其中，每个不同的源光谱可以被称为多通道照明单元的“通道”。

这里的术语“控制器”通常用于描述与一个或多个光源的操作相关的各种装置。控制器可以以很多方式(例如，诸如利用专用硬件)被实现为执行这里讨论的各种功能。“处理器”是利用可以使用软件(例如，微代码)被编程为执行这里讨论的各种功能的一个或多个微处理器的控制器的一个示例。可以在利用处理或不利用处理的情况下实现控制器，控制器还可以被实现为用于执行一些功能的专用硬件和用于执行其他功能的处理器(例如，一个或多个编程微处理器和相关电路)的组合。可以在本公开的各种实施例中利用的控制器组件的示例包括但不限于传统的微处理器、专用集成电路(ASIC)和现场可编程门阵列(FPGA)。

在各种实现中，可以使处理器或控制与一个或多个存储介质(这里通常称为“存储器”，例如，易失性和非易失性计算机存储器，诸如RAM、PROM、EPROM和EEPROM、软盘、压缩盘、光盘、磁带等)相关联。在一些实现中，存储介质可以被编码有一个或多个程序，当在一个或多个处理器和/或控制器上执行该一个或多个程序时，执行这里讨论的功能中的至少一些。各种存储介质可以固定在处理器或控制器内，或者可以是可携带的，使得存储在其上的一个或多个程序可以被加载到处理器或控制器中，以便于实现这里讨论的本发明的各种方面。这里的术语“程序”或“计算机程序”在一般含义上使用，以指代可以用于编程一个或多个处理器或控制器的任何类型的计算机代码(例如，软件或微代码)。

这里的术语“可寻址”用于指代配置成接收期望用于包括其本身的多个设备的信息(例如，数据)并且选择性地对期望用于其的具体信息进行响应的设备(例如，通常的光源、照明单元或器材、与一个或多个光源或照明单元相关联的控制器或处理器、其他非照明相关的设备等)。术语“可寻址”通常结合联网的环境使用(或者以下进一步讨论的“网络”)，其中，多个设备经由一些通信介质或媒介耦合在一起。

在一个网络实现中，耦合到网络的一个或多个设备用作用于(例如，以主/从关系)耦合到网络的一个或多个其他设备的控制器。在另一实现中，联网的环境可以包括被配置成控制耦合到网络的设备中的一个或多个的一个或多个专用控制器。通常，耦合到网络的多个设备中的每一个可以接入存在于通信介质或媒介上的数据；然而，给定的设备可以是“可寻址的”，因为该设备被配置成基于例如对其指派的一个或多个具体识别符(例如，“地址”)来与网络选择性地交换数据(即，从网络接收数据和/或向网络传送数据)。

这里使用的术语“网络”指代支持在两个或更多个设备和/或耦合到网络的多个设备之间的信息(例如，用于设备控制、数据存储、数据交换等)的传输的两个或更多个设备(包括控制器或处理器)的任何互连。如应当容易认识到的，适用于互连多个设备的各种网络实现可以包括各种网络拓扑中的任何网络拓扑并且采用各种通信协议中的任何通信协议。此外，在根据本公开的各种网络中，在两个设备之间的任何一个连接可以表示在两个系统之间的专用连接或者替代地非专用连接。除了承载期望用于两个设备的信息之外，这样的非专用连接可以承载未必旨在针对两个设备中的任何一个的信息(例如，开放网络连接)。此外，应当理解，这里讨论的设备的各种网络可以采用一个或多个无线、有线/电缆和/或光纤链路来促进网络中的信息传输。

这里使用的术语“用户接口”指代在人类用户或操作员与支持在用户和设备之间的通信的一个或多个设备之间的接口。可以在本公开内容的各种实现中使用的用户接口的示例包括但不限于，开关、电位计、按钮、刻度盘、滑块、鼠标、键盘、小键盘、各种类型的游戏控制器(例如，摇杆)、跟踪球、显示屏、各种类型的图形用户界面(GUI)、触摸屏、麦克风和可以接收一些形式的人类生成的激励并且响应于此生成信号的其他类型的传感器。

术语“原色”应当被理解为指代由分立光源提供的任何颜色，由彩色LED、荧光体单独地或者结合滤色器、透镜或其他光学组件提供的任何颜色。原色包括可以与至少一个其他原色合成以产生间色的任何颜色。应当理解，术语“原色”可以结合以任何频率发出辐射的分离光源来使用。

应当认识到，前述原理和以下进一步详细讨论的其他原理(假定这样的原理没有彼此不一致)的所有组合被认为是这里公开的发明主题的一部分。具体地，在本公开内容的末尾处呈现的要求保护的主题的所有组合被认为是这里公开的发明主题的一部分。还应当理解，还可以出现在通过引用合并的任何公开内容中的这里明确使用的术语应当符合与这里公开的具体原理最一致的含义。

附图说明

在附图中，相似的附图标记通常在不同的视图中指代相同的部分。而且，附图并非是按比例的，而是通常在图示本发明的原理时作出强调。

图1图示了根据实施例的照明系统的框图；

图2图示了根据实施例的照明系统的透视图；

图3图示了根据实施例的可从多个原色组合获得的色域上的色点；

图4图示了根据实施例的从照明单元提供照明的方法的流程图；

图5图示了根据实施例的从照明单元提供照明的方法的流程图；以及

图6图示了根据实施例的从照明单元提供照明的方法的流程图。

具体实施方式

利用得到在色域中的期望色点的原色的多于一个的组合，找到那些原色的最优组合仍是问题。申请人已经认识到并且理解，找到来自发出处于期望色点的、具有诸如通量的最优特性的多个源的光的组合是有利的。鉴于上述内容，本发明的各种实施例和实现针对如下照明系统和方法，该照明系统和方法识别发出处于期望色点的混合光的多个光源组合，并且控制光源发出处于具有最高可实现的通量的色点混合光。

参考图1，在一个实施例中，照明系统100包括至少一个照明单元105。照明单元105包括多个固态光源110，诸如一个或多个LED。例如，每个光源100可以包括发出原色光的一个或多个LED。原色诸如红色、绿色、蓝色、青色、黄褐色、宝蓝色、深红色或者白色等。在一个实施例中，照明单元105包括至少四个光源110，其中的每一个都被配置成发出不同原色的光。照明单元105还可以包括至少一个控制器115、至少一个光敏检测器120以及至少一个温度传感器125。控制器115通常基于例如可以用于确定光源的光通量输出和波长的来自光敏检测器120或温度传感器125的信息以及诸如目标色点的预定的信息或期望输出来确定操作光源110的控制信号的占空比。控制器115可以被包括在照明单元105中，或者与照明单元105分离。

在一个实施例中，控制器115以其计算的占空比来操作光源110。照明单元105对从光源110发出的光进行混合，以提供可以从照明单元105输出处于具有最优输出特性的目标色点的光来照亮对象。例如，控制器115可以确定光源110的个体占空比，使得混合输出光在目标色点具有最大可实现的通量。

图2描绘了照明系统100的示例。参考图2，在一个实施例中，多个光源100被布置成朝着至少一个反射器205发出光。反射器205包括反射内表面、入口孔和出口孔。在一个实施例中，光源110形成使光入射到入口孔并且从出口孔发出的阵列。来自各种光源110的光在反射器205中混合并且经由出口孔离开。该光可以被校准为具有可操作为例如剧场中的投影聚光灯的硬边的白光束。在一个实施例中，出口孔大于入口孔。反射器205可以是管状反射器或者可以是各种其他的形状，包括圆柱形和多边形。在一个实施例中，反射器205包括多个光导210。来自至少一个光源110的光遵循去至光敏检测器120的至少一个光导210，光敏检测器120可以感测相应光源110的光通量。

图3图示了可从多个原色组合获得的色域上的色点。在图3的示例中，在色域上存在五个光源100，即，红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)、黄褐色(A)和白色(W)。诸如青色或洋红色的其他光源110是可能的。落在由任何三个光源110的组合所创建的三角形内的色点(x坐标和y坐标)可以通过混合相应光源110的光来获得。例如，在图3中描绘了具有(0.35，0.25)的(x，y)坐标的目标色点。其三角形与该目标色点重叠的光源110的组合可以提供处于该目标色点的混合光。在该示例中，BRW、BGR、BGA和BAW组合包括提供处于目标色点(0.35，0.25)的混合光的三个光源110。此外，原色组合BGW、GAW、ARW、GAR、BAR和GRW不与该目标色点重叠，并且不能提供匹配图3的目标色点的混合光，例如，参见表1。

表1

根据一些实施例，控制器115评估这些组合，并且确定个体光源110(例如，R、G、B、A和W)的PWM控制信号的占空比，来提供处于具有最高可实现光通量的目标色点的混合光。例如，控制器115识别可以被提供为对控制器115的输入的目标色点，并且识别光源110的色点。控制器115还识别或确定光源110的最大通量。根据该输入信息，控制器115识别覆盖目标色点的光源100的组合(例如，如在图3和表1中所示，在色域的(x，y)轴上的可能的三角形)。继续该示例，控制器115计算形成提供目标色的组合的个体光源100的占空比。例如，当BRW、BGR、BGA和BAW组合中的每一个覆盖目标色点时，控制器115针对这些组合中的每一个确定用于蓝色、红色、白色、绿色和黄褐色光源100的控制信号的占空比。

在一个实施例中，控制器115针对在被操作为匹配目标色点时的每个组合来加总每个光源110的占空比。根据该实施例，通过将所选择的原色光源出现于其中的所选择的组合中的每一个的所选择的原色光源的占空比的值相加在一起来确定每个光源的累积占空比。因此，在本示例中，蓝色光源包括四个选择的组合中的每一个的占空比，并且红色、白色、黄褐色和绿色光源中的每一个包括四个选择的组合中的两个中的占空比。

当形成组合的一部分所有光源110的累积占空比中的每一个都小于1时，控制器115可以以累积占空比操作每个光源110，并且每个光源110对匹配目标色点的混合输出光作出贡献。然而，在一个实施例中，这些累积占空比中的至少一个大于1。例如，如果蓝色源110占空比在BRW组合中是0.60并且在BGR组合中是0.68，则其累积占空比是1.28。根据一个实施例，蓝色源110在该示例中无法充分贡献于BRW和BGR两个组合(即，大于100％的占空比比率是不可能的)，并且控制器115实现其他操作以将每个光源110的累积占空比减少为不大于1的值。

根据一些实施例，控制器115根据组合对总光通量的贡献来对该组合进行排序。例如，光源110的组合可以以下述顺序进行排序，从最高通量到最低通量：BRW、BAW、BGR和BGA。例如，其他的原色光源110组合和排序有可能匹配色域中的不同目标色点。控制器115选择相对于其他组合对总通量贡献最多的组合(例如，BRW)，并且识别所选择的组合的每个光源110(B、R和W)的占空比。在该示例中，从1(总占空比预算)中减去这些占空比来获得可用于光源110的剩余占空比预算。例如，如果蓝色光源110在组合BRW中具有0.59的占空比，则针对蓝色光源100用于剩余组合的剩余占空比预算是0.41。然后，控制器115选择具有最高通量的剩余组合，并且将该第二组合的占空比与剩余的占空比预算作比较。从剩余的占空比预算中减去第二选择的组合的占空比，并且第二选择的组合的占空比可以被缩放为适配在该预算内。可以重复这一过程，直至覆盖目标色点的每个组合被包括在内。在一个实施例中，例如，包括在第二选择的组合中的一个或多个光源的占空比超过剩余的占空比预算。在该示例中，控制器115收缩形成所选择的组合的光源110的占空比以将占空比维持在剩余预算内。当以该方式进行缩放时，该选择的组合对照明单元105(或反射器205)的混合光输出的贡献变暗。

在一个实施例中，控制器115确定匹配目标色点的光源110的组合的占空比，并且加总每个光源110的占空比以确定使每个光源110实现处于目标色点的具有最高可实现通量的光的总占空比。例如，参考表1，蓝色(B)光源110是可以实现处于目标色点的输出光的四个组合的一部分。这里，根据一个实施例，控制器115加总用于每个组合的该光源的占空比，并且缩放该占空比缩放比例以维持总占空比小于或等于1。该示例中的蓝光源110以加总的占空比进行操作，这是因为缩放并且总占空比预算上限为1。控制器115控制作为一起用于确定总占空比的匹配组合的一部分的每个光源110，并且以使每个都在目标色点处实现最大通量的独立总占空比来操作光源110。

在一个实施例中，光源110的色点或通量随着时间、用途和/或温度而改变。例如，LED驱动电流或占空比可以影响光源温度，这进而影响光源的输出波长。在一个实施例中，温度传感器125感测温度，并且光敏检测器120感测至少一个光源110的通量，并且将该信息提供到控制器115。基于感测到的温度反馈，控制器115预测未来的光源温度，并且调整光源110的色点以考虑估计的未来温度波动。基于感测到的通量信息以及校准(例如，工厂确定)的光源110的通量值，控制器115可以确定光源110的占空比比率相对于彼此正在改变或者将要改变，并且可以调整光源110的占空比，保持其占空比恒定，以在目标色点维持最大通量。根据一个实施例，温度传感器125监视安装有光源的基板的温度。

光源110可以包括至少一个复合光源。例如，控制器115可以基于色点和两个或更多个光源的通量值来生成复合光源。例如，与蓝色、绿色或白色光源110相比，红色(R)光源110和黄褐色(A)光源110在图3的色域中相对彼此接近。控制器115可以例如通过加总通量并且确定与红色光源和黄褐色光源110最接近的色点来生成位于这两个光源110之间的复合光源。通过将红色和黄褐色(或任何其他)的光源110的组合合并成单个复合光源，光源110的数目被有效地减少至少1，例如从5减少到4。该方法减少了覆盖目标色点的可能的原色组合的数目，并且因此，减少了由控制器115处理的信息量。例如，在表2中，其中复合光源被表示为“C”。

表2

参考表1和表2，将红色和黄褐色光源110合并成复合光源将匹配组合的数目从4减少到2。在表2中，利用由复合光源C表示的红色(R)和黄褐色(A)光源110，匹配目标色点的组合是BCW(蓝色、复合、白色)和BGC(蓝色、绿色、复合)。在一个实施例中，控制器115然后从最高到最低通量对匹配组合进行排序，确定用于每个匹配组合的每个光源的占空比。如果占空比的总和大于1，则选择最高排序的组合，识别其占空比，并且用占空比预算1减去该占空比。剩余的占空比预算被应用于次高排序(以通量)的匹配组合，在必要时被缩放以将组合中的每个颜色的总占空比维持在预算内。对于所有的匹配组合，针对每个光源110加总得到占空比，其中预算1是最大占空比。在一个实施例中，控制器115将复合光源的占空比应用于从其生成例如表2的示例中的红色和黄褐色的两个(或更多个)光源。

在一个实施例中，照明系统100包括具有至少饱和色的蓝色、绿色、黄褐色、红色和白色(例如，中性白)光源110，其中饱和色为至少：蓝色148lm、绿色1700lm、黄褐色837lm、红色709lm以及白色4700lm。这些数字是示例，并且在另一实施例中，光源110的光通量至少是蓝色235lm、绿色2608lm、黄褐色1289lm、红色1048lm以及白色5808lm。从照明单元105输出的光的色温可以在预定的范围变化。例如，在一个实施例中，光输出在2700K和6500K之间。

在一个实施例中，照明系统100包括蓝色、绿色、黄褐色和红色光源110，其中峰值波长分别是448.5nm、515.9nm、599.6nm和642.1nm，并且白光源110具有(0.3895，0.3798)的(x，y)色点。在该示例中，照明系统提供饱和色，该饱和色具有至少如下通量值：蓝色148lm、绿色1700lm、黄褐色837lm、红色709lm以及白色4700lm。在具有这些波长和色点的另一示例中，通量值至少是蓝色235lm、绿色2608lm、黄褐色1289lm、红色1048lm以及白色5808lm。在该示例中，以等式(1)表达与色域内的目标色点的可接受偏离(deviation)：

$\mathrm{\Δ}\left(u^{\′}{v}^{\′}\right)=\sqrt{{(u^{\′}-u_{T\arg \mathrm{et}}^i)}^2+{(v^{\′}-v_{T\arg \mathrm{et}}^{\′})}^2}---\left(1\right)$

在一个实施例中，由照明系统100提供的颜色的标准偏离在颜色色域的整个范围中小于5sdcm，并且不同的光源110可以具有与目标色点的不同偏离。例如，蓝色、绿色、黄褐色和红色光源110可以分别与目标色点偏离0.001、0.004、0.003和0.002。

图4图示了从照明单元提供照明的方法400的流程图。在一个实施例中，方法400包括识别多个光源的色点的动作(动作405)。例如，原色光源的至少四个色点可以通过其在色域上的(x，y)坐标或者通过色温来识别(动作405)。方法400还识别目标色点(动作410)。例如，识别的目标色点可以被提供作为对照明系统的输入，其中将供从系统输出的混合光提供为处于目标色点。方法400还包括识别匹配目标色点的光源的组合的动作(动作415)。例如，三个光源形成色域上的三角形，并且该三个光源的组合可以提供处于该三角形内的任何色点的光。当三角形负载目标色点时，相应的光源组合可以实现处于三角形内的所有点的光，并且因此匹配(动作415)目标色点。在一个实施例中，对识别的匹配组合(动作415)进行排序(动作420)。例如，可以以通量的顺序对组合进行排序，其中匹配组合具有排第一的最高输出，并且匹配组合具有排最后的最低通量。选择最高排序的组合(动作425)，并且确定形成组合的一部分的每个光源的占空比(动作430)。可以例如通过从初始占空比预算1中减去第一选择的组合的光源占空比来确定(动作435)剩余的占空比预算，并且方法400可以通过选择次高排序的剩余组合来继续(动作440)。例如，方法400可以通过在先前选择的组合之后，选择具有次高通量的剩余匹配组合来继续。可以确定所选择的剩余组合的每个光源的占空比(动作445)，并且可以按组合的基于通量的排序来针对每个匹配组合重复预算确定(动作435)、剩余组合选择(动作440)以及占空比确定(动作445)过程。

在一个实施例中，方法400包括针对每个光源确定总占空比的动作(动作455)。例如，可以通过加总第一选择的组合(动作430)和每个剩余组合(动作445)的光源的确定的占空比来确定(动作455)总占空比。然后，可以以其确定(动作455)的占空比来操作(动作460)光源，来以期望的目标点提供具有最高可实现通量的混合输出光。

图5图示了从照明单元提供照明的方法500的流程图。方法500通常说明了对每个匹配组合的光源的占空比分配，这在一个实施例中以从最高到最低的排序的顺序针对每个匹配组合而发生(动作450)。在一个实施例中，通过多个匹配光源组合，方法500包括将每个光源的占空比与预算的占空比作比较的动作(动作505)。例如，从表示最大占空比的初始预算1中减去第一选择的匹配组合的占空比，差是剩余的占空比。然后，将剩余组合的占空比与剩余占空比预算作比较(动作505)，并且确定剩余组合的任何光源的占空比是否超过预算(动作510)。如果确定了超过预算，则确定缩放因子(动作515)，并且以缩放因子来收缩包括在所选择的组合中的所有光源的占空比以适配在预算内。这是从所选择的缩放的组合得到的光变暗。在该示例中，然后通过或不通过取决于先前动作的结果的缩放，针对所选择的区域组合的光源建立占空比(动作525)。

图6图示了从照明单元提供照明的方法600的流程图。根据一些实施例，方法600是识别匹配目标色点的光源的组合(动作415)的动作的一部分。在一个实施例中，方法600包括下述动作：合并多个光源的色点(动作605)以生成复合色点，以及合并多个光源的通量(动作610)以生成复合通量值。复合光源通过合成光源色点和通量值来定义(动作615)。可以按照任何其他原色光源来确定或调整其占空比、通量和色点。在一个实施例中，复合色源被用作对于在色域上彼此接近的两个光源的估计，诸如蓝色和青色源或者红色和黄褐色源。在一个实施例中，方法600识别包括匹配目标色点的至少一个复合光源的光源组合(620)，并且基于它们的各通量值来对包括复合光源的匹配组合以及包括非复合光源(例如，R、G、B等)的任何匹配组合进行排序。

尽管这里描述和说明了若干创造性实施例，但是本领域的技术人员将容易地展望到用于执行功能和/或获得结果和/或这里描述的一个或多个优点的各种其他部件和/或结构，并且这样的变体和/或修改中的每一个被认为是在这里描述的本发明的实施例的范围内。更具体地，本领域的技术人员将容易理解，这里描述的所有的参数、尺寸、材料和配置意在是示例性的，并且实际的参数、尺寸、材料和/或配置将取决于对其使用本发明的教导的一个或多个特定应用。本领域的技术人员使用例行实验将认识到或者能够确定与这里描述的特定范明实施例等价的很多实施例。因此，应当理解，仅通过示例的方式来呈现前述实施例，并且在所附权利要求及其等效物的范围内，可以用除了具体描述并且要求保护的方式之外的方式来实践本发明的实施例。本公开内容的发明实施例针对这里描述的各个特征、系统、物品、材料、工具包和/或方法。此外，如果这样的特征、系统、物品、材料、工具包和/或方法彼此不一致，则两个或多个这样的特征、系统、物品、材料、工具包和/或方法的任何组合被包括在本公开内容的发明范围内。

如这里定义和使用的所有定义应当被理解为支配词典定义、通过引用合并的文档中的定义和/或所定义的术语的原始含义。

除非明确指示相反的含义，如在说明书和权利要求书中使用的不定冠词“一”应当被理解为指“至少一个”。

如这里在说明书和权利要求中使用的术语“和/或”应当被理解为指这样的结合的元素中的“任何一个或二者”，即，在一些情况下同时存在而在其他情况下分开存在的元素。以“和/或”列出的多个元素应当以相同的方式解释，即，这样结合的元素中的“一个或多个”。不论与具体识别的那些元素相关还是不相关，除了用“和/或”子句具体识别的其他元素可选地存在。因此，作为非限制性实施例，在一个实施例中，结合诸如“包括”的开放式语言使用时，对“A和/或B”的引用指仅A(可选地包括除了B的元素)；在另一实施例中，指仅B(可选地包括除了A的元素)；在又一实施例中，指A和B二者(可选地包括其他元素)等。

如这里在说明书和权利要求中使用的术语，“或”应当被理解为与上述“和/或”具有相同的含义。例如，当分离列表中的项时，“或”或者“和/或”应当被理解为包括，即包括至少一个，但是还包括多于一个的很多或一系列元素以及可选地其他未列出的项目。除非明确指示相反的含义，否则诸如“仅一个”或“确切一个”或者当在权利要求中使用时，“包括”将指包括多个或一系列元件中的确切一个元素。通常，当通过排他性术语引导时，诸如“任何一个”、“其中一个”、“仅一个”或者“确切一个”，这里使用的术语“或”将仅被解释为指示排他性替代(即，“一个或另一个而不是二者”)。当在权利要求中使用时，“主要包括”应当具有如在专利法律领域中使用的原始含义。

如这里在说明书和权利要求中使用的引用一系列一个或多个元素，短语“至少一个”应当被理解为意味着从在一系列元素中的任何一个或多个元素中的至少一个元素，但是不必包括在该系列元素内具体列出的各个和每个元素中的至少一个并且不排除该系列元素中的元素的任何组合。该定义还允许，不论是与具体识别的那些元素相关还是不相关，除了短语“至少一个”所指的一系列元素内具体识别的元素之外，可以可选地存在元素。因此，作为非限定性示例，“A和B中的至少一个”(或者等效为“A或者B中的至少一个”，或者等效为“A和/或B中的至少一个”)可以在一个实施例中指至少一个(可选地包括多于一个)A，而没有B(并且可选地包括除了B的元素)；在另一实施例中，指至少一个，可选地包括多于一个B，而没有A(并且可选地包括除了A的元素)；在又一实施例中，指至少一个(可选地包括多于一个)A，并且至少一个(可选地包括多于一个)B(并且可选地包括其他元素)等。

还应当理解，除非明确指示相反的含义，否则在这里要求保护的包括多于一个步骤或动作的任何方法中，方法的步骤或动作的顺序未必限于一起阐述该方法的步骤或动作的顺序。

在权利要求中括号之间出现的任何附图标记或其他字符仅为了方便而提供，并且并不意在以任何方式限制权利要求。

在权利要求中并且在以上说明书中，诸如“包括”、“携带”、“具有”、“包含”、“涉及”、“保持”等所有过渡短语被理解为开放式的，即，意味着包括但不限于。仅过渡短语“由...构成”或者“基本上由...构成”应当分别为封闭或半封闭过渡短语，如在美国专利局专利审查程序手册2111.03节中阐述的。

Claims (22)

1.一种照明系统(100)，包括

反射器(205)；

至少四个固态光源(110)，每个固态光源可操作为通过所述反射器来发光；以及

控制器(115)，所述控制器被配置成识别所述至少四个固态光源的多个组合，其中，所述多个组合中的每一个可操作为发出匹配目标色点的光，并且其中，所述控制器被配置成

基于所述多个组合中的每一个的相应光通量值来对所述多个组合进行排序，并且基于所述排序来选择所述多个组合中的一个；以及

确定所选择的组合的每个光源的控制信号的占空比，以控制由所选择的组合从所述反射器发出的光。

2.根据权利要求1所述的照明系统，其中，所述多个组合中的所选择的一个组合发出具有比由所述多个组合中的其他组合中的每一个发出的相应光通量值更大的光通量值的光。

3.根据权利要求1所述的照明系统，其中，所述控制器被配置成：

基于所选择的组合的每个光源的所述占空比来确定占空比预算；

基于所述排序来选择所述多个组合中的第二组合；以及

基于所述占空比预算来确定第二选择的组合的每个光源的占空比。

4.根据权利要求3所述的照明系统，其中，所述控制器被配置成

基于所选择的组合的每个光源的所述占空比以及所述第二选择的组合的每个光源的所述占空比来确定所述至少四个光源的每一个光源的总占空比。

5.根据权利要求1所述的照明系统，其中，对于所述至少四个光源中的每一个光源，所述控制器被配置成确定由所述多个组合提供的累积占空比大于1。

6.根据权利要求1所述的照明系统，其中，所述控制器被配置成：

基于所述至少四个光源中的两个光源来定义复合光源；

基于所述两个光源的光通量来识别所述复合光源的光通量值；

确定所述复合光源的占空比；以及

与形成所述多个组合的所述至少四个光源中的至少两个光源结合来采用所述复合光源。

7.根据权利要求1所述的照明系统，包括：

光敏检测器(120)，其中，所述反射器是管状反射器，所述管状反射器包括被配置成从所述至少四个光源中的至少一个向所述光敏检测器提供光的光导(210)。

8.根据权利要求1所述的照明系统，其中，所述至少四个光源中的每一个发出不同的原色光，并且其中，所述至少四个光源中的每一个包括至少一个发光二极管。

9.一种从具有多个固态光源的照明源提供照明的方法，包括：

识别所述多个固态光源的多个组合，其中，所述多个组合中的每一个可操作为发出匹配目标色点的光；

基于所述多个组合中的每一个的相应光通量值来对所述多个组合进行排序；

基于所述排序来选择所述多个组合中的一个作为选择的组合；

确定所选择的组合的每个光源的控制信号的占空比；以及

调制所选择的组合的每个光源的所述占空比以控制由所选择的组合发出的光。

10.根据权利要求9所述的方法，包括：

确定所选择的组合的光通量值大于所述多个组合中的剩余组合中的每一个的光通量值。

11.根据权利要求9所述的方法，包括：

基于所选择的组合的每个光源的所述占空比来确定占空比预算。

12.根据权利要求11所述的方法，包括：

基于所述排序来选择所述多个组合中的第二组合；

确定第二选择的组合的每个光源的占空比；以及

缩放至少一个光源的占空比，其中，所述至少一个光源对于所选择的组合和所述第二选择的组合是共有的。

13.根据权利要求9所述的方法，包括：

基于所述排序来选择所述多个组合中的第二组合；

确定所述第二选择的组合的每个光源的占空比；以及

至少部分地基于所选择的组合的每个光源的所述占空比以及所述第二选择的组合的每个光源的所述占空比来确定所述多个光源中的每一个的总占空比。

14.根据权利要求9所述的方法，包括：

确定由所述多个组合中的至少一个提供的多个光源中的至少一个的累积占空比大于1。

15.根据权利要求9所述的方法，包括：

调整所选择的组合的每个光源的所述占空比以将由所选择的组合发出的所述光维持在所述目标色点。

16.根据权利要求9所述的方法，包括：

独立地调制所述多个固态光源中的每一个的控制信号占空比。

17.根据权利要求9所述的方法，包括：

基于所述多个组合中的每一个的每个光源的占空比来确定所述多个光源中的每一个的总占空比。

18.根据权利要求9所述的方法，包括：

基于所述多个光源中的两个光源来定义复合光源；

基于所述两个光源的光通量来确定所述复合光源的光通量值；

确定所述复合光源的占空比；以及

与形成所述多个组合的所述多个光源结合来采用所述复合光源。

19.一种计算机可读介质，所述计算机可读介质被编码有用于在处理器上执行的程序，当在所述处理器上执行所述程序时，执行从具有多个固态光源的照明源提供照明的方法，所述方法包括下述动作：

识别所述多个固态光源的多个组合，其中，所述组合中的每一个可操作为发出匹配目标色点的光；

基于所述多个组合中的每一个的相应光通量值来对所述组合进行排序；

基于所述排序来选择多个所述组合；

针对所选择的多个所述组合来个别地确定每个光源的个体占空比；

基于所述个体占空比来确定每个光源的总占空比；以及

基于所述总占空比来控制由所选择的组合发出的光。

20.根据权利要求19所述的计算机可读介质，所述方法进一步包括：

将所述个体占空比与占空比预算作比较，以及

调整至少一个个体占空比以确定至少一个总占空比。

21.根据权利要求19所述的计算机可读介质，所述方法进一步包括：

从所述多个固态光源中的至少一个向光敏检测器提供光；以及

基于从所述光敏检测器接收到的信息来缩放所述个体占空比中的至少一个。

22.根据权利要求19所述的计算机可读介质，所述方法进一步包括：

基于所述多个光源中的两个光源来定义复合光源；

基于所述两个光源的光通量来确定所述复合光源的光通量值；

确定所述复合光源的占空比；以及

与形成所述多个组合的所述多个光源结合来采用所述复合光源。

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