CN117643175A - 用于色点和通量水平控制的照明系统的控制 - Google Patents
用于色点和通量水平控制的照明系统的控制 Download PDFInfo
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Abstract
提供了一种用于控制多通道照明系统的方法,在该系统中,关于光源的(标称)色点信息根据温度估计和所需要的电流驱动水平来调节。因此,该方法单独地补偿光源温度以及计算的电流驱动水平对色点和通量的影响。迭代循环找到电流驱动水平以实现期望色点和通量。
Description
技术领域
本发明涉及照明系统的控制,特别是涉及实现通量水平控制(即,调光),同时保持期望色点。
背景技术
多通道灯通过包括具有不同色点的不同通道并且独立地控制施加到不同通道的驱动水平来实现色点控制。
例如,在多通道灯中使用脉宽调制PWM调光是众所周知的,特别是用于LED灯。PWM调光是非常有吸引力的,因为LED行为可以很好地预测。特别地,相同电流总是被驱动通过LED灯,并且改变调光水平仅涉及选择灯打开的持续时间。通过选择足够高频率的PWM控制信号,可以实现人眼不可见的开关循环。
然而,人们越来越关注闪烁,这是低PWM频率(其实现成本较低)的PWM调光的固有缺点。此外,集成电路(IC)行业越来越关注具有幅度调制调光能力的IC。
PWM调光系统使用固定电流,因此如上所述不需要电流校正(即,根据电流来校正色点变化)。然而,通常的做法是针对温度校正每个通道的色点(例如,CIE 1936颜色空间的XYZ值),特别是当使用直接红色LED时。
为了能够使用主流幅度调光IC并且实现对多通道照明系统的输出色点的期望控制,电流效应成为实现准确色点控制的问题。
CA2791258A1公开了一种操作照明器材的方法,该照明器材包括具有可区分不同颜色坐标的多个离散照明源,该方法包括确定用于操作照明器材的目标颜色坐标和光通量,通过参考具有基于多个离散照明源的测量的校准数据的校准数据查找表来确定基本上产生目标颜色坐标和光通量的多个离散照明源中的每个照明源的输入电功率值,根据校准数据来确定目标颜色坐标位于其中的由多个离散照明源的三个可区分地不同的颜色坐标定义的颜色混合区,确定具有定义基本上产生目标颜色坐标的颜色混合区的三个可区分地不同的颜色坐标中的一个颜色坐标的多个离散照明源中的每个照明源的光通量比率。
US2010/301777A1公开了一种用于LED照明设备的颜色特性或光度特性的温度依赖调节的方法,该LED照明设备具有发射不同颜色或波长的光的LED或者发射颜色组内的相同颜色或波长的光的LED颜色组,其光通量部分确定由LED照明设备发射的光的颜色、色温和/或光混合物的色度坐标。
US2010/259182A1公开了一种光源,该光源包括用于生成具有第一波长范围的光的一个或多个第一发光元件和用于生成具有第二波长范围的光的一个或多个第二发光元件。第一发光元件和第二发光元件响应于提供给它们的单独的控制信号。控制系统从一个或多个感测设备接收表示操作温度的信号,并且基于期望颜色的光和操作温度来确定第一控制信号和第二控制信号。由第一发光元件和第二发光元件作为接收的第一控制信号和第二控制信号的结果而发射的光可以被混合以基本上获取期望颜色的光。因此,所生成的期望颜色的光可以基本上独立于结温引起的发光元件的操作特性的变化。
发明内容
本发明由权利要求限定。
根据根据本发明的一个方面的示例,提供了一种控制照明系统的方法,该照明系统包括多个照明通道,多个照明通道包括具有不同色点的光源,该方法包括:
第一步骤,接收色点信息,色点信息包括关于光源的标称色点信息;
第二步骤,根据当前最新的温度估计,来调节色点信息;
第三步骤,根据针对相应照明通道的当前最新的电流驱动水平,来进一步调节色点信息,其中第二步骤和第三步骤能够按任意顺序执行;
第四步骤,使用进一步调节的色点信息,来确定每个照明通道的通量贡献,以实现来自多个照明通道的期望的组合色点和组合光输出通量;
第五步骤,更新针对多个照明通道的电流驱动水平,以创建已更新电流驱动水平,以实现每个照明通道的通量贡献;
第六步骤,基于已更新电流驱动水平,来更新温度估计,以创建已更新温度估计;以及
如果需要,则重复第二步骤至第六步骤。
该方法确定一组通道的电流驱动水平,以实现期望色点和期望亮度(例如,调光水平),但确保将以不同电流操作通道对所得到的色点的影响考虑在内。实现了色点控制以及亮度水平(即,调光水平)控制,使得色点在所有亮度(即,调光)水平上保持不变。这提供了一种模拟电流电平控制方法,该方法可以单独使用或与数字(PWM)电流电平控制相结合使用。
第一补偿措施是确定由不同驱动电流产生的温度(例如,LED结温),并且这用于对色点将如何变化进行建模。这种温度补偿是已知的。
本发明的方法还考虑了照明通道的不同色点需要不同驱动电流的方式。尤其是蓝色和绿色LED显示出相当大的颜色偏移。因此,根据相应照明通道的电流驱动水平来另外地更新色点信息。这可以通过各种方式来实现,例如取决于光源的类型。
由于颜色偏移,不同通道的平衡需要改变,以实现完整光源的期望设置点。另一影响是,驱动电流和通量是非线性相关的,特别是当存在大范围的可能的驱动电流时。非线性的一部分是由于LED管芯中的固有效应。所有这些效应都表现为通量相对于电流的变化,因此需要不同的电流驱动水平来实现给定通量。
颜色偏移与温度无关,因此它们被建模为独立效果(其可以按任意顺序校正),并且单独的温度控制回路不能提供完全补偿。
因此,除了温度补偿之外,本发明的方法使得还能够单独地考虑非线性通量与电流的关系以及色点随电流的变化。该方法是迭代的,并且重复步骤,直到达到足够的色点控制精度。
重复第二步骤至第六步骤,直到:
温度估计收敛到在被更新时偏离小于阈值的值;和/或
电流驱动水平收敛到在被更新时偏离小于阈值的值。
在一个实施例中,重复第二步骤至第六步骤,直到温度估计收敛到在被更新时偏离小于阈值的值,并且电流驱动水平收敛到在被更新时偏离小于阈值的值。
因此,该方法可以基于准确的温度估计并且在补偿电流驱动水平对色点的影响的情况下,通过对电流驱动水平的适当适配,迭代地获取一组正确的色点(和输出通量)。
第二步骤可以包括将CIE 1936XYZ颜色坐标变换为CIE xy色度颜色坐标,对dx/dt和dy/dt应用温度校正,以及变换回XYZ颜色坐标。
这为实现温度补偿提供了一种有效的方法。
在一种方法中,第三步骤可以包括使用与CIE xy色度颜色坐标相对于驱动电流的变化率相关的信息。
这种用于对颜色对驱动电流的依赖性进行建模的方法特别适合于磷光体转换的LED。
在另一方法中,第三步骤可以包括:
第一子步骤,导出针对已调节的色点信息的代表性波长;
第二子步骤,根据针对相应照明通道的当前最新的电流驱动水平,来调节代表性波长;以及
第三子步骤,基于已调节的代表性波长,来进一步调节色点信息。
这种用于对颜色对驱动电流的依赖性进行建模的方法特别适合于直接LED。以这种方式,该方法考虑了主波长需要不同驱动电流的方式。
第一子步骤例如使用用于从色点转换到代表性波长的模型。代表性波长是针对该色点的主波长。例如,主波长是通过(在CIE颜色坐标空间中)画一条穿过白点和x、y坐标的线来定义的。线与颜色空间的周界相交的波长是主波长。
第二子步骤例如使用不同波长的电流依赖性的模型,并且基于CIE x,y颜色坐标随主波长变化的模型,来确定随波长的色点偏移。
第三子步骤例如使用用于从代表性波长转换到色点的模型。
因此,第二步骤和第三步骤在电流与波长之间转换,从而可以使用波长与电流之间的关系。
该方法还可以包括对针对照明通道的驱动电流施加脉宽调制。因此,模拟驱动电流方案可以与PWM驱动方案相结合。PWM设置(针对一个或多个通道)例如可以被设置为1。因此,通道的差异通过具有最长可能占空比的PWM控制来实现,并且进一步的缩放使用幅度调制控制。
本发明还提供了一种控制照明系统的方法,该照明系统包括多个照明通道,多个照明通道包括具有不同色点的光源,该方法包括:
针对调光水平的第一范围,应用上面定义的模拟方法;以及
针对调光水平的第二范围,应用脉宽调制调光。
因此,上述方法(其是模拟调光方法)可以基于所施加的调光水平来与PWM调光相结合。
第一范围可以针对低亮度水平,并且第二范围针对高亮度水平。
在该第一方法中,PWM调光可以初始被使用(针对高亮度),并且上述方法可以针对低亮度水平被使用。这提高了低亮度时的分辨率。
替代地,第一范围可以针对高亮度水平,并且第二范围针对低亮度水平。
在该第二方法中,模拟调光可以初始被使用(针对高亮度)以避免闪烁,并且PWM调光可以针对低亮度水平被使用。这减少了模拟调光所需要的调光范围,并且提高了模拟调光模型的精度。
本发明还提供了一种包括计算机程序代码的计算机程序,当该程序在计算机上运行时,该计算机程序代码适于实现上述方法。
本发明还提供了一种用于控制照明系统的处理器,该照明系统包括多个照明通道,多个照明通道包括具有不同色点的光源,其中该处理器使用上面定义的计算机程序被编程。
一种照明控制器可以包括上述处理器。
本发明还提供了一种多通道照明系统,该系统包括:多个照明通道,不同照明通道包括具有不同色点的光源;以及
上面定义的照明系统控制器,用于控制到不同照明通道的驱动电流。
本发明的这些和其他方面将从下文所述的实施例中很清楚并且参考这些实施例进行阐述。
附图说明
为了更好地理解本发明,并且更清楚地示出如何实施本发明,现在仅以示例的方式参考附图,在附图中:
图1示出了用于确定考虑温度的单独通道的通量水平的已知方法;
图2示出了CIE色度图,并且示出了幅度调制调光对磷光体转换的LED的影响;
图3示出了每相对电流的相对通量(y轴)与相对电流(x轴)之间的典型关系;
图4示出了在2%调光水平下照明系统的色点偏移;
图5示出了控制照明系统的方法内的第一选项;
图6示出了图5的方法内的第二选项;
图7示出了如何确定通道分数(fraction);
图8示出了可以用于将幅度调制和PWM相结合的方法;以及
图9示出了多通道照明系统。
具体实施方式
将参考附图来描述本发明。
应当理解,在指示装置、系统和方法的示例性实施例的同时,详细描述和具体示例仅旨在用于说明的目的,而不旨在限制本发明的范围。通过以下描述、所附权利要求和附图,将更好地理解本发明的装置、系统和方法的这些和其他特征、方面和优点。应当理解,这些图仅仅是示意图,并不是按比例绘制的。还应当理解,在附图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。
本发明提供了一种控制多通道照明系统的方法,在该系统中,关于光源的(标称)色点信息根据温度估计和所需要的电流驱动水平来调节。因此,该方法单独地补偿光源温度以及计算的电流驱动水平对色点和通量的影响。迭代循环找到电流驱动水平以实现期望色点和通量。
图1示出了用于确定考虑温度的单独通道的通量水平的已知方法。驱动电流来源于通量水平。
该方法开始于步骤10。流程图的输入包括在参考条件下个体LED的标称色点12。这些标称色点例如被提供为CIE 1931XYZ坐标以便于计算。然而,色点信息可以在另一颜色空间中处理。
在步骤14中基于温度估计对XYZ坐标进行温度校正,该温度估计在步骤16中作为初始温度估计开始并且在后续迭代中由该方法生成,这将从下面的解释中清楚。
给定作为输入18而提供的目标颜色和通量,可以在步骤20中计算通道中的每个通道的相对通量贡献。
基于计算的通量要求,可以在步骤22中估计LED温度。这考虑到了温度依赖性模型23。在步骤24中检查温度估计的收敛性。如果估计的温度与先前温度估计之间还没有收敛,则该方法返回到XYZ校正步骤14。
当存在收敛时,该过程在步骤28中结束。
本发明扩展了温度补偿以实现电流的幅度调制,特别是使得可以补偿非恒定驱动电流对色点的影响。
针对典型的红色、绿色和蓝色LED,分析了幅度调制调光的影响。尤其是蓝色和绿色LED显示出随调光而显著的颜色偏移。
图2示出了CIE色度图。区域30R、30G、30B示出了针对磷光体转换的LED,红色、绿色和蓝色LED的色点如何由于幅度调制调光从100%变为0.1%的调光水平而偏移。不同点针对不同调光水平。可以看出,蓝色和绿色LED的色点偏移最为明显。
除了色点偏移之外,LED还显示出输出通量与电流之间的非线性行为,特别是在给定较大电流范围的情况下。
图3示出了每相对电流的典型相对通量(y轴)与相对电流(x轴)之间的关系。该图示出了相对通量与相对电流曲线的斜率的变化。如图所示,这种关系是非线性的。
应用已知的色点控制算法,使用温度补偿,但忽略通量和色点随电流的偏移,将导致LED器件的显著色移。
图4示出了在2%调光水平下照明系统的色点偏移。区域40中的十字示出了针对2700K、4000K和6500K目标色点的色点偏移。目标色点位于实线上。偏移是ANSI规定中的允许色点偏差的约两倍大。
可以得出的结论是,在没有对通量随电流的非线性进行适当补偿的情况下,幅度调制调光与色点偏移的组合将不会导致可接受的颜色一致性。
本发明提供了一种用于校正通量和色点与电流的非线性行为的合适方法。本发明提供了要添加到已知温度校正中的附加特征。因此,目的是将色点的变化(例如,作为XYZ坐标)描述为温度以及电流的函数。
图5和图6示出了控制照明系统的方法,该照明系统包括多个照明通道,多个照明通道包括具有不同色点的光源。
该方法从步骤50开始,并且然后包括接收关于光源的标称色点信息51的第一步骤。在第二步骤52中,根据温度估计来调节色点信息。该温度估计稍后在该方法中导出并且反馈,从而形成迭代循环。因此,温度估计在每次迭代期间被更新,并且温度校正基于最新的(即,最近的)温度估计(或该方法开始时的初始估计)。
例如,温度校正包括将CIE 1936XYZ颜色坐标变换为CIE xy Y色度颜色坐标,并且对dx/dT和dy/dT以及通量水平应用温度校正。这提供了实现温度补偿的有效(已知)方式。变换的公式通常是已知的,并且由下式给出:
X=x/y
Y=Y
Z=(1-x-y)/y
在该示例中,步骤52的输出是xyY值。
图5和图6的流程图包括两种可能校正方法,一种方法基于x和y色度值与电流的依赖性,另一方法基于波长与电流的依赖性。
步骤53确定校正是基于波长还是基于电流。然后,图5示出了基于电流的校正方法的仅有的步骤。图6示出了通过该方法的替代路径。第一步骤(50、52、53)和最后步骤(61、62、64、66、70)对于通过该方法的两个路径是通用的。
注意,本发明可以提供一种仅具有这两种方法中的一种方法的系统,或者可以提供一种使得能够进行选择的系统,如图5和图6所示。
第三步骤54(其在这两种方法中使用,但具有不同步骤)涉及根据相应照明通道的电流驱动水平进一步调节色点信息。该电流驱动水平也在稍后的流程图中导出并且反馈,从而再次形成迭代循环。因此,电流设置在每次迭代期间更新,并且考虑到电流电平的色点适配基于最新的(即,最近的)电流设置。
用于校正色点的一阶近似将用于在色点与电流之间应用线性关系,因此使用因子dx/dI和dy/dI。
如果数据为XYZ形式,则可以转换为xyY形式。然后图5中的第三步骤54包括在步骤80中使用与CIE xy色度颜色坐标相对于驱动电流的变化率相关的信息。这种用于对颜色对驱动电流的依赖性进行建模的方法特别适合于磷光体转换的LED。
步骤61,转换回XYZ坐标。
第四步骤62涉及使用进一步调节的色点信息来确定每个照明通道的通量贡献,以实现来自多个照明通道的期望组合色点和组合光输出通量。
在第四步骤62中,可以补偿非线性通量关系(如图3所示)。通量随电流和温度的变化被直接建模为Y=Y(I,T)。
第四步骤62为n通道系统提供一组相对通量分数f1……fn形式的输出。相对通量分数指示每个通道应当产生多少通量以满足目标通量。值f介于0到1之间。如果目标色点值X、Y、Z和LED的X、Y、Z值(在温度和电流补偿之后)导致f的值大于1,则目标是不可实现的并且需要被缩放。
针对每个通道形成这组期望通量水平,第五步骤64涉及更新多个照明通道的电流驱动水平以创建已更新电流驱动水平。这些是实现每个照明通道的确定的通量贡献所需要的电流电平。这些电流电平被反馈到步骤80。
考虑到直接LED中的色点偏移随电流的非线性性质,可以替代地将偏移建模为波长的变化率作为dλ/dI的偏移。
根据这些已更新电流电平,第六步骤66涉及更新温度估计以创建已更新温度估计。这使用温度依赖性模型68。
在步骤70中执行收敛性测试以确定迭代过程是否可以停止。如果存在收敛,则该方法在步骤72中结束,如果不存在收敛,则该方法返回到第二步骤52。
图6示出了在基于波长的方法被选择时该方法的步骤。
第三步骤54然后包括导出已调节色点信息的代表性波长的第一子步骤54a。这利用从xy值映射到主波长的转换函数56。同样,如果需要,可以使用从XYZ到xyY的转换步骤。
代表性波长是主波长。例如,主波长是通过画一条穿过白点和x、y坐标的线来在CIE颜色坐标中定义的。线与颜色空间的周界相交的波长是主波长。发现电流导致的色移在CIE空间中或多或少平行于周界移动,因此主波长是表示这种色移的稳健方式。
第二子步骤54b涉及根据相应照明通道的最新电流驱动水平来调节代表性波长。这利用主波长对电流的依赖性的模型58,即使用值dλ/dI。
第三子步骤54c涉及基于已调节代表性波长来进一步调节色点信息。这利用将主波长映射回xy值的转换函数60。该转换函数例如将色度颜色坐标x和y描述为主波长的函数。
这种用于对颜色对驱动电流的依赖性进行建模的方法特别适合于直接LED。以这种方式,该方法考虑了主波长需要不同驱动电流的方式。
相同的步骤61转换回XYZ坐标。
使用相同的第四步骤62,并且第四步骤62再次涉及使用进一步调节的色点信息来确定每个照明通道的通量贡献,以实现来自多个照明通道的期望组合色点和组合光输出通量。
针对每个通道形成这组期望通量水平,相同的第五步骤64涉及更新多个照明通道的电流驱动水平以创建已更新电流驱动水平。这些是实现每个照明通道的确定的通量贡献所需要的电流电平。这些电流电平被反馈到步骤54b。
相同的第六步骤66涉及使用温度依赖性模型68来更新温度估计以创建已更新温度估计。
在步骤70中执行相同的收敛性测试以确定迭代过程是否可以停止。如果存在收敛,则该方法在步骤72中结束,如果不存在收敛,则该方法返回到第二步骤。
注意,光源可以包括直接LED和磷光体转换的LED两者。因此,这两个不同校正模型可以组合在一个系统内。然而,任一种校正模型可以用于任一种或两种类型的LED。然而,特别是对于直接LED,波长校正方法将给出更好的结果。
当然,还有其他变换可以用于给出一方面的温度和电流与另一方面的CIE1936XYZ坐标之间的简单关系。例如,另一方法可以使用CIE 1976坐标并且首先将偏移描述为du′/dT和dv′/dT和/或du′/dI和dv′/dI。
最适当的模型可以通过将测量数据与不同坐标系拟合并且选择最适当的来找到。可以通过使用非线性多项式拟合、幂拟合、指数拟合或对数拟合来进行进一步的改进。
由此,该方法确定一组通道的电流驱动水平,以实现期望色点和期望亮度(例如,调光水平),但确保将以不同电流操作通道对所得到的色点的影响考虑在内。实现了色点控制以及亮度水平(即,调光水平)控制,使得色点在所有亮度(即,调光)水平上保持不变。该方法考虑了照明通道的不同色点需要不同驱动电流的方式。
该方法使得能够改变不同通道的平衡,以实现完整光源的期望设定点。随驱动电流的变化的色移与温度无关,因此它们被建模为独立效应。除了温度补偿之外,该方法使得还能够单独地考虑上面解释的非线性通量与电流的关系以及色点随电流的变化。
收敛性测试例如涉及确定温度估计是否已经收敛使得下一次更新给出低于阈值的变化。类似地,收敛性可以(代替地或另外地)测试电流驱动水平是否已经收敛,使得下一次更新给出低于阈值的变化。
因此,该方法可以基于准确的温度估计并且在补偿电流驱动水平对色点的影响的情况下,通过对电流驱动水平的适当适配,迭代地获取一组正确的色点(和输出通量)。
上述方法基于模拟幅度调制方法。然而,这可以以各种方式与数字脉宽调制方法相结合,如下所述。
除了PWM调光系统之外,还可以使用幅度调制来提高分辨率。很多标准PWM系统仅使用8位调光控制。然而,在深度调光时,8位分辨率是不够的。通过使用幅度调制来改变总电流,可以实现分辨率的增益。例如,从100%到12.5%的幅度调光增加了与全PWM系统中的3个附加位相当的精度增益。
一个选项是使用低于特定总系统调光水平的幅度调制调光,使得初始调光使用PWM调光来执行。然而,当存在高亮度时,这种方法将显示出PWM调光系统的固有闪烁。
另一替代选项是使用幅度调制来启动系统调光。该初始幅度调制可以例如降低到20%的调光水平,以避免针对一致性LED行为拟合的大的电流范围和宽的范围。低于20%的水平,然后使用PWM控制来实现附加调光。
因此,存在将幅度调制和PWM调光相结合的三种可能配置。
(i)首先利用PWM调光对系统进行调光。添加幅度调制调光,以在低调光(即,低亮度)水平下提高分辨率。
(ii)首先利用幅度调制调光对系统进行调光以避免闪烁。添加PWM调光以避免AM调光范围过大,并且降低模型拟合不准确的风险。
(iii)将幅度调制和PWM调光相结合用于所有调光水平。例如,这可以涉及总是以最大PWM占空比总是达到1的方式进行调光。以这种方式,PWM控制设置通道之间的差异,但具有最大占空比。幅度调光然后提供缩放。这在并联开关多通道系统中特别有吸引力。
图7示出了如何获取每个通道的相对于LED通道的Y0值的相对通量贡献,即通道的分数值f_ch。
该方法涉及求解所示的矢量方程,该矢量方程在温度和电流校正的LED值与目标XYZ值(XT、YT、ZT)之间进行映射。
这产生了通道的分数f1到fn。因此,输出是n通道系统的相对通量分数f1……fn。相对通量分数指示每个通道应当产生多少通量以满足目标通量。系统需要确保f的值介于0到1之间。如果f大于1,则应当缩放右侧目标。
图8示出了一种方法,该方法使得能够将PWM调光降低到阈值亮度,然后使用幅度调制,或者使得能够将调幅阈值,然后使用PWM调光。
该方法是在根据上述方法已知期望通量水平(步骤62)之后使用的。
将定义一些值,以便能够理解图8。
在温度校正之后通道的色点和通量被定义为x0、y0、Y0。
因此,Y0_ch是特定通道的温度校正通量,如流程图中在步骤54结束时所指示的。
x(It_ch)和y(It_ch)给出了在幅度调制调光之后每个通道(ch)的目标电流(It)的色点校正。
Yt_ch是在PWM设置为1时(即,当永久导通时)通道(ch)的目标通量(Yt)。
It_ch是幅度调制调光之后通道(ch)的目标电流(It)。
当迭代完成时,Ych(It_ch)=Yt_ch。换言之,通道在目标电流下的通量等于目标通量。
Ych是描述通量与电流之间的非线性关系的函数。
如果应当首先使用幅度调制调光,则定义目标值relFlux_lim。relFlux_lim给出相对于Y0的通量,低于该通量,将使用PWM调光。
如果应当首先使用PWM调光,则定义目标值PWM_lim。PWM_lim描述仍然使用PWM调光的最低调光水平。
上述场景(i)(首先利用PWM调光对系统进行调光,并且添加幅度调制调光以在低调光下提高分辨率)使用目标relFluxlim。当relFlux_lim=0时,存在纯幅度调制调光,没有初始PWM调光。
当PWM_lim<1时,上述场景(ii)(首先利用幅度调制调光来对系统进行调光以避免闪烁,并且添加PWM调光以避免AM调光范围过大)使用目标PWM_lim。当PWM_lim=1时,存在场景(iii)的组合系统,其中总是使用PWM调光。
为了获取期望照明系统色点,每个通道应当提供f_ch*Y0_ch流明,其中f_ch*Y0_ch=PWM_ch*Yt_ch。
Yt-ch是通道在AM调光之后应当提供的通量的量。
在全AM调光系统中,Yt_ch=f_ch*Y0_ch。在PWM调光系统中,Yt_ch=f_ch*Y_ch,/PWM_ch。非线性关系Ych(Ich)用于确定电流,使得f_ch*Y0_ch=Ych(Ich)。
该方法开始于步骤90。
在步骤92中,选择应当首先使用幅度调制还是应当首先使用PWM调光。
针对首先使用幅度调制调光,将目标relFlux_lim和通道分数输入到步骤94中。
步骤94针对每个通道设置校正值corr_ch=min(1,fch/relFlux_lim)。该校正不能大于1。
这涉及检查每通道所需要的流明是否低于极限值。如果它低于,则应用校正。极限值是使用电流的色点校正仍然足够精确的值。
步骤96设置目标通道通量Yt_ch=Y0_ch x fch/corr_ch并且设置PWM值PWM_ch=corr_ch。校正是允许的最低值与计算的相对通量f_ch之间的差值。
因此,目标通量与corr_ch成反比,并且PWM设置与corr_ch成比例。
在步骤98中,然后针对新的值Yt_ch找到所需要的电流。因此,已经找到PWM和目标电流值。
针对首先使用PWM调光,将目标PWM_lim和通道分数输入到步骤102中。步骤102针对每个通道设置校正值corr_ch=max(1,PWM_lim/f_ch)。因此,校正不能大于1。
步骤104确定是否需要对每个通道进行校正。
这是一个基于设计者偏好的决定。“是”路径针对每个通道(以及驱动器中针对每个通道个体地控制电流的能力)来提供校正因数。“否”路径针对所有通道仅使用单个校正,该单个校正对于所有通道是相同的。
如果需要每通道的校正,则步骤106设置目标通道通量Yt_ch=Y0_ch/corr_ch和PWM_ch=corr_ch。
Y0_ch是通道在标称电流下的通量。如果对PWM值应用校正(例如,使通道分数f_ch更大),则需要将100% PWM下的通量减小到Yt_ch。
f_ch是每通道的通量分数。f_ch=flux(It_ch)/flux(Inom_ch)*PWM,其中flux(It_ch)是PWM=1和目标电流It下的通量,flux(Inom_ch)是标称电流下该通道的通量。
目标通量与corr_ch成反比,并且PWM设置与corr_ch成比例。
如果不需要每通道的校正,则步骤108设置目标通道通量Yt_ch=Y0_ch/min(corr_ch)和PWM_ch=min(corr_ch)。
在这种情况下,所有PWM都以类似方式缩放,因此电流也将以相同方式缩放(按第一阶)。
在步骤98中,然后针对新的值Yt_ch找到所需要的电流。因此,已经找到PWM和目标电流值。
图8示出了包括多个照明通道110的多通道照明系统,不同照明通道包括具有不同色点的光源。照明系统控制器112是照明驱动器114的一部分,并且使用上述方法来控制到不同照明通道的驱动电流。
该方法的步骤(例如,在图5和图6中)已经编号。然而,这并不表示不存在附加步骤。
通过对附图、本公开和所附权利要求的研究,本领域技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解和实现对所公开的实施例的变化。在权利要求书中,“包括”一词不排除其他元素或步骤,不定冠词“一”或“一个”不排除复数。
仅在相互不同的从属权利要求中列举某些措施这一事实并不表明这些措施的组合不能用于有利的目的。
计算机程序可以存储/分发在合适的介质上,诸如与其他硬件一起提供或作为其他硬件的一部分提供的光学存储介质或固态介质,但也可以以其他形式分发,诸如经由互联网或其他有线或无线电信系统。
如果在权利要求或说明书中使用术语“被适配为”,则应当注意,术语“被适配为”旨在等同于术语“被配置为”。
权利要求中的任何附图标记都不应当被解释为限制范围。
Claims (15)
1.一种控制照明系统的方法,所述照明系统包括多个照明通道,所述多个照明通道包括具有不同色点的光源,所述方法包括:
第一步骤(51),接收色点信息,所述色点信息包括关于所述光源的标称色点信息;
第二步骤(52),根据当前最新的温度估计,来调节所述色点信息;
第三步骤(54),根据针对相应的所述照明通道的当前最新的电流驱动水平,来进一步调节所述色点信息,其中所述第二步骤和所述第三步骤能够按任意顺序执行;
第四步骤(62),使用进一步调节的所述色点信息,来确定每个照明通道的通量贡献,以实现来自所述多个照明通道的期望的组合色点和组合光输出通量;
第五步骤(64),更新针对所述多个照明通道的所述电流驱动水平,以创建已更新电流驱动水平,以实现每个照明通道的所述通量贡献;
第六步骤(66),基于所述已更新电流驱动水平,来更新所述温度估计,以创建已更新温度估计;以及
重复所述第二步骤至所述第六步骤,直到(i)所述温度估计收敛到在被更新时偏离小于阈值的值,和/或(ii)所述电流驱动水平收敛到在被更新时偏离小于阈值的值。
2.根据权利要求1所述的方法,包括:重复所述第二步骤至所述第六步骤,直到(i)所述温度估计收敛到在被更新时偏离小于阈值的值,以及(ii)所述电流驱动水平收敛到在被更新时偏离小于阈值的值。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法,其中所述第二步骤(52)包括:将CIE1936XYZ颜色坐标变换为CIE xyY色度颜色坐标,对dx/dT和dy/dT以及通量应用温度校正,以及变换回XYZ颜色坐标。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中所述第三步骤包括(54):使用与CIExy色度颜色坐标相对于驱动电流的变化率相关的信息。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中所述第三步骤(54)包括:
第一子步骤(54a),导出针对已调节的所述色点信息的代表性波长;
第二子步骤(54b),根据针对相应的所述照明通道的当前最新的电流驱动水平,来调节所述代表性波长;以及
第三子步骤(54c),基于已调节的所述代表性波长,来进一步调节所述色点信息。
6.根据权利要求5所述的方法,其中所述第一子步骤(54a)使用用于从色点转换到代表性波长的模型(56)。
7.根据权利要求6所述的方法,其中所述第二子步骤(54b)使用不同波长的电流依赖性的模型(58),并且基于CIE x,y颜色坐标随主波长变化的模型,来确定随波长的色点偏移。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法,其中所述第三子步骤(54c)使用用于从代表性波长转换到色点的模型(60)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法,还包括:对针对所述照明通道的所述驱动电流施加脉宽调制。
10.一种控制照明系统的方法,所述照明系统包括多个照明通道,所述多个照明通道包括具有不同色点的光源,所述方法包括:
针对调光水平的第一范围,应用根据权利要求1至8中任一项所述的方法;以及
针对调光水平的第二范围,应用脉宽调制调光。
11.根据权利要求10所述的方法,其中:
所述第一范围针对低亮度水平,并且所述第二范围针对高亮度水平;或者
所述第一范围针对高亮度水平,并且所述第二范围针对低亮度水平。
12.一种包括计算机程序代码的计算机程序,当所述程序在计算机上运行时,所述计算机程序代码适于实现根据权利要求1至11中任一项所述的方法。
13.一种用于控制照明系统的处理器,所述照明系统包括多个照明通道,所述多个照明通道包括具有不同色点的光源,其中所述处理器使用根据权利要求12所述的计算机程序被编程。
14.一种照明控制器(102),包括根据权利要求13所述的处理器。
15.一种多通道照明系统,包括:
多个照明通道(110),不同的所述照明通道包括具有不同色点的光源;以及
根据权利要求14所述的照明系统控制器(112),用于控制到不同的所述照明通道的所述驱动电流。
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