CN105409328B

CN105409328B - 用于维持光强度的照明组装件、设备以及相关联的方法

Info

Publication number: CN105409328B
Application number: CN201480042654.9A
Authority: CN
Inventors: D.马里奇克; R.拉马巴兰; J.T.贾里蒂
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: Karent Lighting Solutions Co ltd
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2014-06-04
Publication date: 2018-11-20
Anticipated expiration: 2034-06-04
Also published as: TWI627873B; EP3014953A1; CN105409328A; US20150002025A1; WO2014209555A1; TW201515512A

Abstract

根据一个实施例，提供照明组装件。该照明组装件包括配置成以第一占空比工作的第一灯单元和配置成以第二占空比工作的第二灯单元。第二占空比小于第一占空比，并且第一灯单元和第二灯单元发射具有相同波长的光。

Description

用于维持光强度的照明组装件、设备以及相关联的方法

技术领域

本发明通常涉及照明组装件、照明设备以及相关联的方法，更具体地，涉及用于维持灯单元的光强度的照明组装件、设备以及方法。

背景技术

灯单元或光源是固态半导体器件，诸如发光二极管(LED)、有机LED(OLED)、荧光灯、白炽灯等。照明技术中的新近进展提供了能够实现许多应用中的各种照明效果的高效而稳健的光源。一些照明固定装置可以包括能够产生不同的颜色，例如红色、绿色以及蓝色(RGB)的一个或更多个光源和用于控制光源的输出光的控制器，以便生成各种颜色及颜色改变的照明效果。

输出光的方面(诸如色度)取决于例如光源的强度输出。归因于诸如环境温度的改变、光源的老化或以上因素的任何组合的因素，即使在光源的驱动电流恒定时，强度输出可波动。

补偿或避免这些问题的一个现有的方法是，采用光学反馈机制来连续地监测来自不同的颜色的光源的光强度输出(或通量输出)，以便于调整光源的驱动电流，使得输出光的光强度输出(或光通量)保持充分地恒定。监测可以使用多个光电传感器来完成，每个光电传感器可以监测(光源的)每个颜色的光强度输出，以便如果该输出偏离期望的参考光强度值(“参考值”)则提供修正。在另一方法中，监测可以使用单个光电传感器来完成。然后，可以将所监测的强度输出馈送至相应地调整光源的驱动电流的控制器，从而将从每个光源发射的光的颜色控制在参考值。

现有的方法可在照明组装件中的包括传感器(诸如光电传感器)、模拟数字转换器或放大器的感测链恶化(例如，老化)或感测链的增益改变时导致光强度输出的错误的值。换句话说，在将传感器输出与参考光强度值相比较时，现有的方法未考虑(或补偿)感测链的老化或感测链的增益改变，从而导致光强度输出的错误的值。在初期记录参考光强度值时，即使不存在光源老化，在传感器监测的强度输出可输出(其归因于感测链的老化或感测链的增益改变)与该参考值不同的值。在现有的方法中，即使所监测到的强度输出中的改变不是归因于光源的老化，控制器也可调整驱动电流，并因此调整强度输出。例如，在现有的方法中，在包括不同的颜色的光源的照明固定装置的情况下，如果参考光强度值是10以及光源的强度输出初始地设置于10，则在一年之后，归因于感测链的老化或感测链的增益改变而在传感器监测的强度输出可改变成8。在该示例中，控制器可认为强度输出中的改变是归因于光源的老化并且可增大驱动电流以将强度输出设置成初始地记录的参考值(即，10)，以及因而导致不期望的颜色点偏移。

因此，存在对于准确地确定光源的强度输出的照明组装件、照明设备及相关联的方法的需要。此外，存在对于在光源恶化和感测链恶化之间区分的需要。

发明内容

根据一个实施例，提供照明组装件。照明组装件包括配置成以第一占空比工作的第一灯单元和配置成以第二占空比工作的第二灯单元。第二占空比小于第一占空比，并且第一灯单元和第二灯单元发射具有相同波长的光。

根据另一实施例，提供照明设备。照明组装件包括一照明组装件，其包括配置成以第一占空比工作的第一灯单元和配置成以第二占空比工作的第二灯单元。第二占空比小于第一占空比，并且第一灯单元和第二灯单元发射具有相同波长的光。照明设备进一步包括电流驱动器单元，电流驱动器单元与第一灯单元和第二灯单元电耦合并且配置成将驱动电流提供给第一灯单元和第二灯单元。照明设备进一步包括传感器单元，传感器单元与第一灯单元和第二灯单元光耦合，并且配置成感测从第一灯单元发射的光和从第二灯单元发射的光，以便于确定对应的第一强度值和第二强度值。照明设备进一步包括控制器单元，控制器单元与传感器单元和电流驱动器单元通信上耦合，并且配置成从传感器单元接收第一强度值和第二强度值并且基于所接收的第一强度值和第二强度值而确定由电流驱动器单元提供给第一灯单元和第二灯单元的驱动电流的大小。

根据另一实施例，提供用于维持工作光源的光强度的方法。该方法包括在控制器单元接收与第一灯单元相对应的第一强度值和与第二灯单元相对应的第二强度值。第一灯单元以第一占空比工作并且第二灯单元以第二占空比工作，使得第二占空比小于第一占空比，并且第一灯单元和第二灯单元发射具有相同波长的光。该方法进一步包括由控制器单元基于所接收的第一强度值和第二强度值而确定提供给第一灯单元和第二灯单元的驱动电流的大小。

附图说明

在参考附图而阅读以下的详细说明时，将更好地理解本发明的实施例的这些及其他特征和方面，在附图中，贯穿附图而相同的字符表示相同的部分，其中：

图1是根据一个实施例的照明设备的电气示意图。

图2表示根据一个实施例的照明设备，其包括与每个光源相对应的电流驱动器单元以便驱动这些光源。

图3表示根据另一实施例的照明设备，其包括用于驱动相同波长的工作光源和对应的参考光源的单个电流驱动器。

图4图示根据一个实施例的照明组装件，其包括安置于相同的热沉上的工作光源和对应的参考光源。

图5图示根据另一实施例的照明组装件，其包括安置于第一热沉上的工作光源和安置于第二热沉上的对应的参考光源。

图6图示根据仍有的另一实施例的照明组装件，其包括热继电器，该热继电器安置在工作光源与对应的参考光源之间，并且配置成将安置于第二热沉上的参考光源与安置于第一热沉上的工作光源热耦合或解耦。

图7示意地图示根据一个实施例的用于使用时分复用(TDM)来感测由光源发射的光的、呈白色的蓝移YAG(BSY)和红色照明组装件中的相应的光源的占空比的时序(timing)图。

图8示意地图示根据另一实施例的用于使用TDM来感测由光源发射的光的、BSY+R照明组装件中的相应的光源的占空比的时序图。

图9是描绘根据一个实施例的用于维持工作光源的光强度的方法的流程图。

具体实施方式

除非另有定义，否则本文中所使用的技术及科学术语具有与本公开所属领域中普通技术人员普遍理解的含义相同的含义。如本文中所使用的术语“第一”、“第二”等不表示任何顺序、数量或重要程度，而是用于区分元件彼此。同样地，术语“一”和“一个”不表示对数量的限制，而是表示所引用的项中的至少一个的存在。术语“或”旨在为包括的，以及意味着一个、一些或所有的所列出的项。诸如“包括”、“包含”或“具有”的术语及其变型在本文中的使用旨在包含其后列出的项及其等效物以及另外的项。另外，为了解释，阐明具体的数量、组件以及配置，以便提供对本发明的各种实施例的透彻的理解。

本发明的实施例针对准确地确定灯单元或光源的强度输出的照明组装件、照明设备及相关联的方法。此外，本发明的实施例在光源的恶化和感测链的恶化之间区分，感测链是照明设备的组件。照明组装件可以包括配置成以第一占空比工作的第一灯单元和配置成以第二占空比工作的第二灯单元。在各种实施例中，第二占空比小于第一占空比，并且，第一灯单元和第二灯单元可以发射具有相同波长的光。本文中所描述的本发明的各种实施例主要涉及维持作为光源的发光二极管(LED)的光强度；然而，本发明可以扩展至其他类型的光源，诸如，但不限于，有机LED(OLED)、荧光灯或白炽灯，而没有偏离本发明的范围。

图1是根据一个实施例的照明设备100(在下文中，称为“设备100”)的电气示意图。如图1中所示，在一些实施例中，设备100可以包括照明组装件102。如图1中所示，在一个实施例中，照明组装件102可以包括以第一占空比工作的工作光源104(“第一灯单元”)和以第二占空比工作的参考光源106(“第二灯单元”)。如本文中所使用的术语“工作光源”是指用于给诸如房间、建筑等环境照明的任何光源。另一方面，如本文中所使用的术语“参考光源”是指用作具有与工作照明源的照明特性类似的照明特性的参考装置的任何光源(除了占空比的差异以外)，并且该参考装置可以不用于给环境照明。

本文中的术语“占空比”是指在循环持续时间期间，脉冲为导通(ON)的总时间量。例如，对于20000微秒(或50Hz)的循环持续时间，50％占空比要求脉冲为导通10000微秒以及然后为关断(OFF)相同的时间量。在各种实施例中，第二占空比小于第一占空比。换句话说，参考光源106的导通时间小于工作光源104的导通时间。例如，在工作光源104的寿命期间，如果工作光源104的总导通时间是50000小时，那么对应的参考光源106在相同的时期的期间的总导通时间可以配置成低至50至100小时。光源老化主要取决于光源被驱动或保持导通的持续时间。与工作光源104相比，参考光源106的占空比的降低导致驱动参考光源106的短的持续时间。短的持续时间促进参考光源106的减缓的老化，其结果是，参考光源106被用作可靠的参考来检查对应的工作光源104的光强度恶化。

备选地，在另一实施例中，照明组装件102可以包括相同波长的多个工作光源(在图1中示出为虚线框)。在该实施例中，照明组装件包括以第二占空比工作的与这些工作光源相对应的单个参考光源(诸如106)，而工作光源以比第二占空比更大的第一占空比工作。

在各种实施例中，工作光源104(或多个工作光源)和参考光源106发射具有相同波长或颜色的光。例如，工作光源104和参考光源106两者都可以发射相同的波长，诸如红色、蓝色或绿色的光。即使图1描绘一个照明组装件102，该照明组装件102包括一个或更多个工作光源和与相同颜色的工作光源相对应的一个参考光源，但本发明可以扩展至任何数量的类似的照明组装件，类似的照明组装件中的每个都可以包括一个或更多个工作光源和与这些工作光源相对应的一个参考光源，使得每个照明组装件发射不同波长或颜色的光。稍后结合图2和图3而示出并描述该方面。

设备100可以进一步包括与工作光源104和参考光源106电耦合的电流驱动器单元110。电流驱动器单元110配置成将驱动电流提供给工作光源104和参考光源106。虽然未在图1中示出，但电流驱动器单元110可以包括多个电流驱动器，使得每个电流驱动器将驱动电流提供给相应的光源。例如，电流驱动器单元110包括将驱动电流提供给工作光源104的第一电流驱动器(未示出)和将驱动电流提供给参考光源106的第二电流驱动器(未示出)。如本领域技术人员将了解的，电流驱动器可以是电流调节器、开关或其他类似的装置。在一个实施例中，电流驱动器单元110驱动工作光源104来以第一占空比发射光，并且电流驱动器单元110驱动参考光源106以第二占空比发射光。在各种实施例中，电流驱动器单元110配置成以相同大小的驱动电流来驱动相同波长的光源104和光源106。可以由电源(未示出)提供驱动光源104和光源106所要求的电力。

设备100可以进一步包括传感器单元112，该传感器单元112与工作光源104和参考光源106光耦合。传感器单元112配置成感测从光源104发射的光和从光源106发射的光，以便于相应地根据所发射的光而确定与光源104和光源106相对应的第一强度值和第二强度值。在一些实施例中，在第一占空比期间，电流驱动器单元110配置成驱动工作光源104以发射例如红色的光。在这样的实施例中，传感器单元112感测所发射的光的光强度，以确定对应的第一强度值。在一些其他实施例中，在第二占空比期间，参考光源106可以被驱动以发射与工作光源104相同的颜色的光。在这样的实施例中，传感器单元112感测从光源106发射的光的光强度，以确定对应的第二强度值。

在一个实施例中，传感器单元112可以包括配置成相应地检测从红色光源、绿色光源以及蓝色光源发射的光的强度的红色光传感器、绿色光传感器以及蓝色光传感器。备选地，在另一实施例中，传感器单元112可以包括滤色器，其被配置以检测从多个光源发射的混合光的不同的颜色部分。在这样的实施例中，设备100可以任选地包括定位在多个光源的照明组装件与传感器单元112之间的光混合单元(未示出)，以用于均匀地混合从多个光源发射的光。在一些实施例中，传感器单元112是光学传感器，诸如光电晶体管、光电传感器集成电路(IC)、非通电式(non-energized)LED、具有光学滤波器的硅光电二极管等。在一个实施例中，传感器单元112可以包括模拟传感器。在另一实施例中，传感器单元112可以包括数字传感器。

设备100可以进一步包括控制器单元116，该控制器单元116与传感器单元112和电流驱动器单元110通信上耦合。控制器单元116可以任选地包括模拟数字(A/D)转换器114。A/D转换器114可以是在传感器单元112与控制器单元116之间(如图1中所示)，或与控制器单元116集成，或与传感器单元112集成。A/D转换器114配置成从传感器单元112接收强度值(该强度值可以采取模拟格式)并将强度值转换成数字格式，以用于控制器单元116来进一步处理。在另一实施例中，在传感器单元112是数字传感器时，由传感器单元112确定的强度值可以采取数字格式。

设备100中的控制器单元116配置成从传感器单元112(或A/D转换器114)接收第一强度值和第二强度值，并且基于这些所接收的强度值而确定由电流驱动器单元110提供给光源104和光源106的驱动电流的大小。在一些实施例中，为了确定由电流驱动器单元110提供给光源104和光源106的驱动电流的大小，控制器单元116配置成将第一强度值与第二强度值之间的比(“光强度比”)与第一参考强度值与第二参考强度值之间的比相比较。第一参考强度值和第二参考强度值是相应的光源104和光源106的强度值并且被确定(例如，在安装设备100期间初始地测量或设置)以用于未来参考。在一个实施例中，在两个比相等时，驱动电流的大小保持不变；然而，在这两个比不同时，控制器单元116可以调整驱动电流的大小(单独的光源104的大小，或光源104和光源106两者的大小)，直到两个比变得相等为止。在各种实施例中，这些大小的调整导致控制光强度并因此控制光源104的颜色。

在一个示范性的实施例中，在第一参考强度值和第二参考强度值相应地是10和2且控制器单元116相应地接收8和2作为第一强度值和第二强度值时，控制器单元116将比8/2与比10/2相比较，以确定它们是否相等。在该示例中，两个比的差异表示工作光源104已经恶化(例如，归因于老化)。因此，这种情况下，控制器单元116可以调整驱动电流(将被馈送至光源104且任选地馈送至光源106)的大小，直到两个比变得相等为止。例如，如果工作光源104恶化，则降低工作光源104的驱动电流的大小，以及任选地，降低相同颜色的对应的参考光源106的驱动电流的大小。

在另一示范性的实施例中，在第一参考强度值和第二参考强度值是10和2且控制器单元116相应地接收8和1.6作为第一强度值和第二强度值时，控制器单元116将比8/1.6与比10/2相比较，以确定它们是否相等。在该示例中，即使所接收的强度值与相应的参考强度值不同，但相等的比表示工作光源104正常地运作(即，还未恶化)。在该示例中，控制器单元116可以推断，单独的强度值的差异(与相应的参考强度值相比较)归因于感测链中的一些错误，例如，归因于感测链的增益的改变。在各种实施例中，感测链包括传感器单元112、A/D转换器114、放大器(未在图1中示出)或以上器件的任何组合。由于工作光源104正常地运作，因而控制器单元116保持驱动电流的大小不变。因此，控制器单元116能够在光源的恶化和感测链的恶化之间区分。

在一些其他实施例中，在两个比不同(这表示工作光源104已经恶化)时，控制器单元116可以调整驱动电流(将被馈送至光源104且任选地馈送至光源106)的大小，直到使第一强度值与第二强度值之间的比与第一参考强度值与第二参考强度值之间的比的偏差最小化为止。例如，可以允许百分之三十内的偏差。

维持每个工作光源(或相同波长的多个工作光源)与其对应的相同波长的参考光源之间的光强度比导致维持不同颜色的光源的两个或更多个照明组装件间的光强度比，其中，每个组装件包括一个或更多个工作光源及其对应的发射相同波长的光的参考光源。在一些实施例中，在控制器单元116确定两个比是不同的且因此馈送至光源104和光源106的驱动电流的大小将被改变直到两个比变得相等为止时，控制器单元116还可以改变相应的颜色的光源的其他照明组装件的大小，以维持这些照明组装件间的光强度比。在一个示范性的实施例中，如果第一颜色的工作光源104恶化，则降低该工作光源104(以及任选地，对应的参考光源106)和第二颜色的工作光源(以及任选地，对应的参考光源)的驱动电流的大小，直到两个比变得相等为止。

在一些其他实施例中，在两个比不同时，控制器单元116可以调整驱动电流(将被馈送至第一颜色的光源104和馈送至第二颜色的工作光源)的大小，直到使比的偏差最小化为止。例如，可以允许百分之三内的偏差。在一个实施例中，在两个光源都具有精确地相同的光强度偏差的情况下，比的偏差可以不影响照明组装件的颜色。在这样的实施例中，然而，比的偏差可以影响光源的强度。

在一个实施例中，设备100可以任选地包括存储器单元118(在图1中示出为点线框)，该存储器单元118可以与控制器单元116通信上耦合，并且，可以配置成存储第一参考强度值和第二参考强度值。在另一实施例中，存储器单元118可以配置成进一步存储第一强度值与第二强度值之间的比、第一参考强度值与第二参考强度值之间的比以及设备100中的不同的颜色的光源的强度值之间的比(例如，第一颜色的工作光源104的强度值与第二颜色的另一工作光源的强度值之间的比)。虽然在图1中单独地示出，但根据另一实施例，存储器单元118可以备选地与控制器单元116集成。备选地或另外地，在另一实施例中，设备100可以任选地包括用户接口120。如本文中所使用的术语“用户接口”是指用户(或操作员)与一个或更多个装置(诸如控制器单元116)之间的接口，其能够实现该用户与该装置之间的通信。用户接口的示例包括，但不限于，开关、电位器、按钮、刻度盘(dial)、滑块、鼠标、键盘、小型键盘、各种类型的游戏控制器(例如，操纵杆)、轨迹球、显示屏、各种类型的图形用户接口(GUI)、触摸屏、麦克风等。在一个实施例中，用户接口120可以与控制器单元116操作地耦合，以接收参考强度值，以作为来自设备100的用户的输入。

在一些实施例中，设备100可以进一步包括温度传感器单元122，该温度传感器单元122配置成监测每个光源或热沉(在其中，光源被安置)的温度。该温度可以导致光强度改变并因此导致从照明组装件(诸如102)发射的光的颜色改变。例如，随着温度升高，由光源发射的光的量可以降低。在一个实施例中，根据所监测的温度而可以进一步调整每个光源的驱动电流。如稍后将结合图4-6而描述的，能够使用各种方法来降低或补偿照明组装件的光强度的温度依赖性。虽然在图1中单独地示出，但根据另一实施例，温度传感器单元122可以备选地与照明组装件102集成。

设备100中所图示的组件是示范性的并且还可以包括各种其他组件(未在图1中示出)，诸如，但不限于，缓存器、滤波模块(被配置以判别或测量由光源发射的光的光强度值)以及单独的占空比调整电路，该电路配置成调整从光源104和光源106发射的光的占空比，而不是由电流驱动器单元110调整。例如，滤波模块可以被配置以测量混合光(例如，从光混合单元接收的)中的每个不同颜色的光源的光强度。

在各种实施例中，单个电流驱动器可以用于驱动光源104和光源106两者，或与每个光源相对应的电流驱动器可以用于驱动相应的光源104和光源106。图2表示根据一个实施例的照明设备100，该照明设备100包括与每个光源104、106相对应的电流驱动器单元110，以便驱动这些光源。图2中的光设备100图示两个照明组装件，这两个照明组装件发射不同波长的光，使得每个照明组装件包括发射相同波长的光的光源104和光源106。如图2中所示，在一些实施例中，每个电流驱动器单元110可以包括配置成驱动相应的光源104和光源106的两个电流驱动器202和204。在一个实施例中，电流驱动器202和204可以配置成以相同大小的驱动电流相应地驱动相同波长的光源104和对应的光源106。备选地，在另一实施例中，电流驱动器204可以配置成仅改变光源104的驱动电流，而对应的光源106的驱动电流保持不变。

图3表示根据另一实施例的照明设备100，该照明设备100包括用于驱动相同波长的光源104和光源106两者的单个电流驱动器302。图3中的光设备100图示两个照明组装件，这两个照明组装件发射不同波长的光，使得每个照明组装件包括发射相同波长的光的光源104和光源106。如图3中所示，在一些实施例中，电流驱动器302可以配置成以相同大小的驱动电流来驱动相同波长的光源104和光源106两者。图1中的设备100在每个照明组装件中进一步包括开关304，诸如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、双极型晶体管(BJT)等，并且定位在相同波长的光源104与对应的光源106之间。在各种实施例中，控制器单元116可以配置成控制开关304的断开和闭合。在一个实施例中，在开关304位于闭合位置时，绕开光源106，使得传感器单元112可以仅感测从光源104发射的光，以及因此，可以根据该发射的光而确定第一强度值。在另一实施例中，在开关304位于断开位置时，传感器单元112可以感测从光源104和光源106两者发射的光，以及因此，可以根据该发射的光而确定第一强度值和第二强度值的加和的输出。在一些实施例中，将在位于闭合位置时确定的第一强度值从在开关304位于断开位置时的加和的输出减去，以便获得与从光源106发射的光相对应的第二强度值。然后，对于设备100中的所有的其他照明组装件而重复该过程。如在上文中结合图1的各种实施例而描述的，传感器单元112然后可以将强度值发送至控制器单元116，以便进一步处理。

图3中所示出的电路是示范性的，并且可以在本文中使用任何其他电路而同时保留使用单个电流驱动器来驱动相同波长的光源104和光源106两者的优点。

由于光源的光强度值是该光源的温度的函数，因而在确定它的对应的光强度值时，除了光源的驱动电流和导通时间之外，还需要测量并考虑光源的温度。图4-6描述消除或补偿温度对光强度值的影响的不同的实施例。图4图示根据一个实施例的照明组装件102(设备100中)，该照明组装件102包括安置于相同的热沉402上的光源104和光源106。如图4中所示，在一些实施例中，照明组装件102可以包括温度传感器单元404，该温度传感器单元404也安置于热沉402上，并且配置成检测热沉402的温度。图4考虑到，光源104是蓝移YAG(BSY)工作LED，并且对应的光源106是BSY参考LED。温度传感器单元404与控制器单元116操作地耦合，并且配置成将所检测的温度提供给控制器单元116。在一些实施例中，由于光源104和光源106安置于相同的热沉402上，因而这些光源的温度可以近似地相同，以及因此，控制器单元116不需要补偿参考光源106的温度。

在一些实施例中，使用以下的方程来计算LED的强度值：

IV_bsy＝K_bsy*f_bsy(I_bsy，T_bsy，ontime)……方程1

IV_bsyref＝K_bsyref*f_bsyref(I_bsyref，T_bsyref，ontime_ref)……方程2

其中，

IV_bsy是BSY工作LED的强度值，

IV_bsyref是BSY参考LED的强度值，

K_bsy和K_bsyref相应地是BSY工作LED和BSY参考LED的系数，

f_bsy和f_bsyref相应地是BSY工作LED和BSY参考LED的传递函数，

I_bsy和I_bsyref相应地是BSY工作LED和BSY参考LED的驱动电流，

T_bsy和T_bsyref相应地是BSY工作LED和BSY参考LED的温度，

ontime(导通时间)和ontime_ref相应地是BSY工作LED和BSY参考LED被开启的持续时间。

系数K_bsy和K_bsyref的比可以取决于LED的数量和LED在凹形反光槽内相对于传感器单元112的光学配置。由于LED随着时间而老化，传递函数f_bsy和f_bsyref基于三个参数，即电流、温度以及导通时间。BSY参考LED以低的占空比工作，所以ontime_ref<<ontime。

使用以下的方程来计算对于BSY工作LED的测量的强度值的传感器响应(Measured_bsy)和对于BSY参考LED的测量的强度值的传感器响应(Measured_bsyref)。

Measured_bsy＝IV_sensor(IV_bsy)……方程3

Measured_bsyref＝IV_sensor(IV_bsyref)……方程4

其中，IV_sensor是在传感器单元112测量的强度值。

如果IV_sensor相对于测量的强度值而是线性的，则使用以下的方程来根据Measured_bsy和Measured_bsyref而计算所述强度值之间的比。

IV_bsy/IV_bsyref＝Measured_bsy/Measured_bsy……方程5

例如，如在图4中考虑的，I_bsy等于I_bsyref，并且由于BSY参考LED与BSY工作LED在相同的热沉402上从而T_bsy可以等于T_bsyref。因此，根据Measured_bsy/Measured_bsy而获得的比IV_bsy/IV_bsyref可以仅随着BSY工作LED的导通时间和BSY参考LED的导通时间而变化，并且IV_bsy/IV_bsyref的改变给出对与老化相关的IV_bsy的改变的估计。尽管参考LED的占空比低，其结温度与热沉402(参考LED和工作LED两者被安置在该热沉上)的温度近似地相同。归因于参考LED的高的结温度，参考LED也可倾向于老化；然而，参考LED的老化将比它的对应的相同的颜色的工作LED的老化显著地更慢。

图5图示根据另一实施例的照明组装件102(设备100中)，该照明组装件102包括安置于第一热沉502上的光源104和安置于第二热沉504上的光源106。如图5中所示，在一些实施例中，照明组装件102可以包括第一温度传感器单元506，该第一温度传感器单元506安置于第一热沉502上，并且配置成检测光源104的温度。照样地，如图5中所示，在一些其他实施例中，照明组装件102可以包括第二温度传感器单元508，该第二温度传感器单元508安置于第二热沉504上，并且配置成检测光源106的温度。因为归因于光源106的占空比与光源104的占空比相比较低而它的热沉504可以处于与工作光源104的温度相比较低的温度，所以照明组装件102的这样的配置可以使参考光源106的老化效应最小化。第二温度传感器单元508可以安置于参考光源的热沉504中，以补偿归因于两个热沉502和504的温度差异的光强度差异。控制器单元116配置成与温度传感器单元506和508操作地耦合，以从相应的温度传感器单元506和508接收光源104和光源106的温度值，并且可以补偿归因于两个热沉502和504的不同温度的光强度差异。

图6图示根据仍有的另一实施例的照明组装件102(设备100中)，该照明组装件102包括热继电器602，该热继电器602安置在光源104与光源106之间，并且，配置成将安置于第二热沉504上的光源106与安置于第一热沉502上的光源104热耦合或解耦。在各种实施例中，控制器单元116可以配置成将控制信号发送至热继电器602，以将光源106与光源104热耦合或解耦。在一个实施例中，在将光源106接通之前，即，在要确定光源106的强度值时，控制器单元116配置成将控制信号发送至热继电器602，以将光源106与光源104耦合。在一个示范性的实施例中，在光源106与光源104耦合时的时间实例(time instance)与传感器单元112感测从光源104和光源106发射的光时的时间实例之间提供时间间隔。引入该时间间隔，以确保在感测所发射的光之前，参考光源的热沉504的温度达到接近于工作光源的热沉502的温度，以便消除强度值对两个热沉502和504的温度差异的依赖。

如图6中所示，在一些实施例中，照明组装件102可以包括温度传感器单元604，该温度传感器单元604安置于第一热沉502上，并且，配置成检测光源104的热沉502的温度。在另一实施例中，在切断光源106之后，即，一旦确定光源106的强度值且调整光源104和光源106的驱动电流的大小(如要求)，控制器单元116就可以配置成将控制信号发送至热继电器602，以将光源106从光源104解耦。在这样的实施例中，控制器单元116可以包括记录参考光源106的导通时间和关断时间的计时器，以便控制器单元116可以在参考光源106的导通时间之前将光源106与光源104耦合，并且在光源106的关断时间之后将光源106与光源解耦。

在各种实施例中，工作光源可以与传感器单元112近似地等距(例如，30至50毫米)。类似地，在一些其他实施例中，与相应的工作光源相对应的各种参考光源可以安置于与传感器单元112近似地相同的距离(例如，0.5至1毫米)处。在一个这样的实施例中，传感器单元112安置于在上面安置有工作光源和参考光源的相同的热沉上。将传感器单元112安置得比任何工作光源都更接近于参考光源可以提高参考光源(诸如106)的响应(第二强度值)的测量和与参考光源相同的颜色的所有的工作光源(诸如104)的响应(强度值)的测量的比较准确度。在其他实施例中，工作光源可以不是与传感器单元112等距的。

在本领域中已知用于感测从光源发射的光的各种技术。一个这样的技术使用时分复用(TDM)。图7和图8图示以分时的方式，即TDM，感测由光源发射的光的两个不同的方法。图7示意地图示根据一个实施例的用于使用TDM来感测由光源发射的光的BSY+R照明组装件中的相应的光源的占空比的时序图。BSY+R照明组装件包括光源，诸如BSY工作LED、与相同波长(BSY)的BSY工作LED相对应的BSY参考LED、红色工作LED以及与相同波长(红色)的红色工作LED的相对应的红色参考LED。图7示出每个LED的连续的占空比，即，没有LED的任何调暗。在一些实施例中，传感器单元112可以在给定的时间仅感测一个LED(例如，红色工作LED)的导通脉冲。例如，在第一占空比(“BSY占空比”)期间，将BSY工作LED 104驱动成发射馈送至传感器单元112的BSY光。一接收到BSY光，传感器单元112就感测BSY光以获得对应的强度值。然而，在第二占空比(“参考BSY占空比”)期间，将BSY参考LED驱动成发射馈送至传感器单元112的BSY光。在一些实施例中，电流驱动器单元110配置成在确定BSY参考LED的强度值之前，将驱动电流提供给BSY参考LED，以将BSY参考LED变成导通。在一个示范性的实施例中，控制器单元116或电流驱动器单元110可以存储BSY参考LED的占空比，并且可以在开始用于确定LED的强度值的过程之前，将该LED变成导通几秒(或毫秒)。

如图7中所示，BSY参考LED的导通时间或正脉冲的频率(该频率表示BSY参考LED的第二占空比)小于对应的BSY工作LED的正脉冲的频率(该频率表示BSY工作LED的第一占空比)。传感器单元112感测BSY光，以获得对应的强度值。通过重复的工作，传感器单元112相应地获得与红色工作LED和红色参考LED相对应的强度值，并且直接地或经由A/D转换器114而将这些所获得的强度值发送至控制单元116。在一个实施例中，用户可以定义期间(如图7和图8中所示的感测期间“P”)，其后例如每月可以重复感测过程。虽然在图7中示出对于每个LED而执行感测时的期间的单个正脉冲；然而，由于对于每个LED的感测的持续时间可以跨越多个正脉冲，因而每个这样的正脉冲可以包括多个正脉冲。同样地，即使未在图7中示出，但传感器单元112可以根据从光源发射的光而确定环境值，并且可以将该环境值用作对于各种光源的强度值的参考。在一个实施例中，如果环境值大于零，那么，将该值从所有的光源的强度值减去，以用于去除偏移。在一个示范性的实施例中，为了使感测过程近似于实时，将感测期间“P”保持得较短，例如，10至50毫秒(ms)。

图8示意地图示根据另一实施例的用于使用TDM来感测由光源发射的光的BSY+R照明组装件中的相应的光源的占空比的时序图。图8考虑到，每个工作LED(即，BSY工作LED和红色工作LED)的占空比具有百分之五十的调暗，这意味着，如果将200Hz(周期是5ms)的调暗应用于每个工作LED，则工作LED将接通达2.5ms，并且，同样地关断达2.5ms。参考LED(即，BSY参考LED和红色参考LED)的占空比与图7中所示出的占空比相同。可以同样地将在上文中结合图7而描述的各种实施例应用于此。

百分之五十的调暗或无调暗是在上文中描述的两个示范性的实施例；然而，在不偏离本发明的范围的情况下，任何的百分比的调暗都能够应用于工作LED。

备选地，在一些其他实施例中，传感器单元112可以配置成同时感测从不同波长的两个或更多个照明组装件发射的光。在一个示范性的实施例中，如果设备100包括红色、绿色和蓝色(RGB)照明组装件(每个组装件包括一个或更多个工作光源和对应的相同波长的参考光源)，则传感器单元112同时感测来自两个不同的颜色的光源的光，例如，同时感测来自红色光源和绿色光源的光，或同时感测来自蓝色光源和绿色光源的光，或同时感测来自红色光源和蓝色光源的光。

在一个实施例中，提供用于准确地确定光源的强度输出的方法。图9是描绘根据一个实施例的用于维持工作光源的光强度的方法900的流程图。在步骤902，可以接收与第一灯单元(“工作光源”)相对应的第一强度值和与第二灯单元(“参考光源”)相对应的第二强度值。在一个示范性的实施例中，控制器单元(诸如116)从传感器单元(诸如112)直接地或经由A/D转换器(诸如114)而接收这些强度值。此外，在一些实施例中，工作光源以第一占空比工作，并且参考光源以第二占空比工作，使得第二占空比小于第一占空比，并且这些光源发射具有相同波长的光。在一个实施例中，可以用相同大小的驱动电流来驱动工作光源和参考光源。备选地，在另一实施例中，仅工作光源的驱动电流可以变化，而对应的参考光源的驱动电流可以保持不变。

在一个实施例中，在确定工作光源和参考光源的强度值之前，控制器单元或电流驱动器单元可以配置成将参考光源导通，以便参考光源发射光而传感器单元使用该光来确定对应的强度值。

在步骤904，基于所接收的第一强度值和第二强度值而可以确定驱动电流的大小，并且提供给工作光源和参考光源。在一些实施例中，为了确定所提供的驱动电流的大小，控制器单元将第一强度值与第二强度值之间的比和第一参考强度值与第二参考强度值之间的比相比较。第一参考强度值和第二参考强度值是相应的工作光源和参考光源的强度值，并且被确定以用于未来参考。在一个实施例中，在两个比相等时，驱动电流的大小保持不变；然而，在这两个比不同时，控制器单元可以改变驱动电流的大小(单独工作光源或工作光源和参考光源两者的大小)，直到两个比变得相等为止。在一些其他实施例中，在两个比的差异表示工作光源已恶化时(即，在两个比不同时)，控制器单元可以调整驱动电流的大小，直到使第一强度值与第二强度值之间的比和第一参考强度值与第二参考强度值之间的比的偏差最小化为止。

可以连续地重复上面提到的接收强度值并基于这些值而确定驱动电流的大小的工作，直到第一强度值与第二强度值之间的比和第一参考强度值与第二参考强度值之间的比变得相等或使偏差最小化为止。

在上文中结合上文的图1-8而描述的各种实施例同样地可以应用于用于通过除了提供颜色混合照明组装件的颜色稳定性之外，还准确地确定工作光源的强度输出而维持这些光源的光强度的方法900。

根据本发明的实施例的系统和方法可以通过提供可以按更低的占空比(相比与参考光源相对应的一个或更多个工作光源)工作的参考光源而准确地确定光源的强度输出，其中，这些光源发射相同波长的光。参考光源被用作可靠的参考来检查对于相同波长的对应的工作光源的光强度恶化。本发明的实施例使用本文中所描述的系统和方法来在光源的恶化和感测链的恶化之间区分。

本领域技术人员将认识到来自不同的实施例的各种特征的可互换性。类似地，所描述的各种方法步骤和特征以及每个这样的方法和特征的其他已知的等效物能够由本领域普通技术人员混合以及匹配，以根据本发明的原理而构造另外的组装件和技术。因此，要理解，由于所有的这样的变型和改变落入本发明的本质精神内，因而所附权利要求旨在涵盖所有的这样的变型和改变。

Claims

1.一种照明组装件，包括：

第一灯单元，配置成以第一占空比工作；以及

第二灯单元，配置成以第二占空比工作，其中，所述第二占空比小于所述第一占空比，并且所述第一灯单元和所述第二灯单元发射具有相同波长的光；

其中，所述第一灯单元为工作光源，所述第二灯单元为参考光源，所述第一灯单元和所述第二灯单元配置成以相同大小的驱动电流来驱动。

2.如权利要求1所述的照明组装件，其中，所述第一灯单元和所述第二灯单元与电流驱动器单元电耦合，并且所述电流驱动器单元配置成将驱动电流提供给所述第一灯单元和所述第二灯单元。

3.如权利要求1所述的照明组装件，其中，所述第一灯单元和所述第二灯单元与传感器单元光耦合，并且所述传感器单元配置成感测从所述第一灯单元发射的光和从所述第二灯单元发射的光，以便确定对应的第一强度值和第二强度值。

4.如权利要求3所述的照明组装件，其中，所述第一灯单元和所述第二灯单元与控制器单元通信上耦合，并且所述控制器单元配置成从所述传感器单元接收所述第一强度值和所述第二强度值，并且基于所接收的第一强度值和第二强度值而确定由电流驱动器单元提供给所述第一灯单元和所述第二灯单元的驱动电流的大小。

5.如权利要求4所述的照明组装件，其中，所述控制器单元与存储器单元通信上耦合，并且所述存储器单元配置成存储所述第一灯单元的第一参考强度值和所述第二灯单元的第二参考强度值。

6.如权利要求4所述的照明组装件，其中，所述控制器单元进一步配置成将所述第一强度值与所述第二强度值之间的比和第一参考强度值与第二参考强度值之间的比相比较，以确定由所述电流驱动器单元提供给所述第一灯单元和所述第二灯单元的驱动电流的大小。

7.如权利要求1所述的照明组装件，其中，所述第二灯单元配置成在要确定所述第二灯单元的第二强度值时接通。

8.一种照明设备，包括：

照明组装件，包括：

第一灯单元，配置成以第一占空比工作，以及

第二灯单元，配置成以第二占空比工作，其中，所述第二占空比小于所述第一占空比，并且所述第一灯单元和所述第二灯单元发射具有相同波长的光；其中，所述第一灯单元为工作光源，所述第二灯单元为参考光源，所述第一灯单元和所述第二灯单元配置成以相同大小的驱动电流来驱动；

电流驱动器单元，与所述第一灯单元和所述第二灯单元电耦合，并且配置成将所述驱动电流提供给所述第一灯单元和所述第二灯单元；

传感器单元，与所述第一灯单元和所述第二灯单元光耦合，并且配置成感测从所述第一灯单元发射的光和从所述第二灯单元发射的光，以便确定对应的第一强度值和第二强度值；以及控制器单元，与所述传感器单元和所述电流驱动器单元通信上耦合，并且配置成从所述传感器单元接收所述第一强度值和所述第二强度值，并且基于所接收的第一强度值和第二强度值而确定由所述电流驱动器单元提供给所述第一灯单元和所述第二灯单元的所述驱动电流的大小。

9.如权利要求8所述的照明设备，进一步包括存储器单元，所述存储器单元配置成存储所述第一灯单元的第一参考强度值和所述第二灯单元的第二参考强度值。

10.如权利要求8所述的照明设备，其中，所述控制器单元进一步配置成将所述第一强度值与所述第二强度值之间的比和第一参考强度值与第二参考强度值之间的比相比较，以确定由所述电流驱动器单元提供给所述第一灯单元和所述第二灯单元的所述驱动电流的所述大小。

11.如权利要求8所述的照明设备，其中，所述第二灯单元配置成在要确定所述第二灯单元的所述第二强度值时接通。

12.一种维持光强度的方法，包括：

在控制器单元接收与第一灯单元相对应的第一强度值和与第二灯单元相对应的第二强度值，其中，所述第一灯单元以第一占空比工作，并且所述第二灯单元以第二占空比工作，使得所述第二占空比小于所述第一占空比，并且所述第一灯单元和所述第二灯单元发射具有相同波长的光，所述第一灯单元和所述第二灯单元配置成以相同大小的驱动电流来驱动；以及基于所接收的第一强度值和第二强度值而由所述控制器单元确定提供给所述第一灯单元和所述第二灯单元的所述驱动电流的大小。

13.如权利要求12所述的方法，进一步包括以相同大小的所述驱动电流来驱动所述第一灯单元和所述第二灯单元。

14.如权利要求12所述的方法，其中，确定所述驱动电流的大小包括：

确定所述第一灯单元的第一参考强度值和所述第二灯单元的第二参考强度值；以及

将所述第一参考强度值与所述第二参考强度值之间的比和所述第一强度值与所述第二强度值之间的比相比较，以确定提供给所述第一灯单元和所述第二灯单元的所述驱动电流的所述大小。

15.如权利要求12所述的方法，进一步包括在确定所述第一强度值和所述第二强度值之前，接通所述第二灯单元。