DE102004056221A1 - Vorkonfigurierte Lichtmodule - Google Patents

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Kevin Len Li Lim
Joon Chok Lee
Rizal Bin Jaffar
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Avago Technologies International Sales Pte Ltd
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Abstract

Die vorliegende Erfindung umfasst eine Lichtquelle, die N Lichtgeneratoren, einen Empfänger und eine Schnittstellenschaltung aufweist. Jeder Lichtgenerator emittiert Licht einer unterschiedlichen Wellenlänge, die Intensität des Lichtes, das durch den k-ten Generator erzeugt wird, ist bestimmt durch ein Signal I¶k¶, das mit diesem Lichtgenerator gekoppelt ist. Der Empfänger empfängt eine Farbkoordinate, die N Farbkomponenten C¶k¶ umfasst für k = 1 bis N, wobei N größer als 1 ist. Die Schnittstellenschaltung erzeugt das I¶k¶ für k = 1 bis N aus den empfangenen Farbkomponenten und einer Mehrzahl von Kalibrierungsparametern. Die Kalibrierungsparameter hängen von Herstellungsschwankungen bei den Lichtgeneratoren ab. Die Kalibrierungsparameter weisen Werte auf, die derart gewählt sind, dass ein Lichtsignal, das durch ein Kombinieren des Lichtes, das von jedem der Lichtgeneratoren emittiert wird, erzeugt wird, weniger von Herstellungsschwankungen bei den Lichtgeneratoren abhängig ist als ein Lichtsignal, das erzeugt wird, wenn I¶k¶ proportional zu C¶k¶ ist für k = 1 bis N.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Lichtquellen.
  • Lichtemittierende Dioden (LEDs) sind attraktive Anwärter zum Ersetzen herkömmlicher Lichtquellen, wie z. B. Glühlampen und Fluoreszenzlichtquellen. Die LEDs weisen höhere Lichtumwandlungswirkungsgrade und eine längere Lebensdauer auf. Leider erzeugt eine LED Licht in einem relativ schmalen Spektralband. Somit wird, um eine Lichtquelle zu erzeugen, die eine beliebige Farbe aufweist, normalerweise eine Verbundlichtquelle verwendet, die mehrere LEDs aufweist, oder ein Teil des Lichtes von einer einzelnen LED muss in Licht einer zweiten Wellenlänge umgewandelt werden, das mit dem Licht von der ursprünglichen LED gemischt wird. Zum Beispiel kann eine LED-basierte Weißlichtquelle, die eine Emission liefert, die durch einen menschlichen Betrachter als weiß wahrgenommen wird, durch ein Kombinieren von Licht von Arrays von rot-, blau- und grünemittierenden LEDs, die die richtige Intensität von Licht bei jeder Farbe erzeugen, hergestellt werden. Ähnlich kann Licht anderer Spektralemissionen aus den gleichen Arrays erzeugt werden durch ein Variieren der Intensität der roten, blauen und grünen LED-Ausgaben, um die gewünschte Farbausgabe zu erzeugen. Die Intensität des Lichts von jedem Array kann variiert werden durch ein Variieren der Stärke des Stroms durch die LED oder durch ein An- und Abschalten der LEDs mit einem Lastzyklus, der die durchschnittliche Intensität des Lichts, das durch die LEDs erzeugt wird, bestimmt.
  • Ein Lichtquellenentwickler kennt normalerweise die gewünschte Ausgabefarbe für eine Lichtquelle hinsichtlich genormter Rot-, Blau- und Grünlichtintensitäten. Grundsätz lich kann eine Lichtquelle, die aus roten, blauen und grünen LEDs hergestellt ist, verwendet werden, vorausgesetzt, die Intensitäten des Lichtes von den einzelnen Farben werden eingestellt, um mit den benötigten Rot-, Blau- und Grünintensitäten übereinzustimmen. Leider liefert der LED-Herstellungsprozess LEDs, die Emissionen und Wirkungsgrade aufweisen, die von einer LED zur anderen etwas variieren. Wenn der Entwickler ein LED-Beleuchtungssystem herstellt unter der Annahme, dass die LEDs alle gleich sind, führen die Schwankungen zu Farbverschiebungen in dem wahrgenommenen Spektrum des Lichts. Derartige Schwankungen sind oft inakzeptabel. Eine Lösung für dieses Problem umfasst ein Auswählen der LEDs derart, dass die ausgewählten LEDs genau den richtigen Emissionswirkungsgrad und das richtige -spektrum aufweisen. Leider reduziert diese Lösung den Produktionsertrag und die Kosten steigen.
  • Grundsätzlich kann jede Lichtquelle eingestellt werden, um das gewünschte Ausgabespektrum zu liefern. Ein derartiger Prozess umfasst ein Bestimmen des Stroms, der an jedes der farbigen LED-Arrays bei jeder Lichtquelle angelegt werden soll, durch ein Variieren der Ströme und ein Untersuchen der Lichtquellenausgabe mit einer genormten Kamera. Ein LED-Lichtquellensystem mit einer Spektralrückkopplung („LED-Beleuchtungsrückkopplungssystem") kann unter Verwendung des oben beschriebenen Grundsatzes hergestellt werden. Eine genormte Kamera sendet fortwährend Messinformationen an die Lichtquellensteuerung, die den Treiberstrom an die LEDs einstellt. Bei einer genormten Kamera kann es sich um eine handeln, die konfiguriert ist, um eng auf die CIE-Farbanpassungsfunktion (CMF) anzusprechen. Eine derartige Kamera erzeugt Messungen, die dem CIE-Standardfarbschema entsprechen. Kameras, die anderen Standards entsprechen, können ebenfalls verwendet werden. Diese genormten Kameras sind normalerweise teuer, da ihr Ansprechverhalten abgestimmt ist, um dem Standardspektralansprechverhalten zu entsprechen. Die CIE-Farbanpassungsfunktion ist ein Beispiel für ein Standardspektralansprechverhalten. Eine kos tengünstigere Alternative besteht darin, einen CMOS-Dreifarbsensor zu verwenden, der für den roten, grünen und blauen Bereich des sichtbaren Spektrums empfindlich ist. Diese Sensoren sind im Handel erhältlich und weisen einen Aufbau auf, der CMOS-Kameras ähnlich ist, wie bei PDAs und Mobiltelefonen verwendet werden. Diese Sensoren sind normalerweise nicht konform zu einem Standardfarbschema. Ein Problem beim Verwenden derartiger Sensoren besteht darin, dass eine Kalibrierungsprozedur erforderlich ist, um das Spektralansprechverhalten des Sensors auf die LED-Lichtquellenspektralausgabe abzubilden. Dies erfordert, dass der Hersteller des LED-Beleuchtungsrückkopplungssystems diesen Typ von Kalibrierungsausrüstung an der Produktionslinie des Herstellers einbaut und aufrechterhält, sowie ein Einstellen der Kalibrierungswerte für jede erzeugte Lichtquelle. Dies erhöht die Kapitalinvestition, die benötigt wird, um die Produktionslinie einzurichten. Falls der Hersteller des LED-Beleuchtungsrückkopplungssystems mit Verbundlichtquellen beliefert wird, die Licht bekannter CIE-Koordinanten emittieren, dann wird die Kalibrierungsprozedur, obwohl dieselbe trotzdem noch notwendig ist, kostengünstiger und einfacher, da die Kalibrierungswerte für jede Verbundlichtquelle ohne eine Messung bekannt sind.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lichtquelle und ein Verfahren zum Erzeugen von Licht mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Lichtquelle gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren gemäß Anspruch 7 gelöst.
  • Die vorliegende Erfindung umfasst eine Lichtquelle, die N Lichtgeneratoren, einen Empfänger und eine Schnittstellenschaltung aufweist. Wobei jeder Lichtgenerator Licht einer unterschiedlichen Wellenlänge emittiert, wobei die Intensität des Lichts, das durch den k-ten Generator erzeugt wird, durch ein Signal Ik bestimmt ist, das mit diesem Lichtgene rator gekoppelt ist. Der Empfänger empfängt eine Farbkoordinate, die N Farbkomponenten Ck für k=1 bis N, wobei N größer ist als 1, umfasst. Die Schnittstellenschaltung erzeugt das Ik für k=1 bis N aus den empfangenen Farbkomponenten und einer Mehrzahl von Kalibrierungsparametern. Die Kalibrierungsparameter hängen von Herstellungsschwankungen bei den Lichtgeneratoren ab. Die Kalibrierungsparameter weisen Werte auf, die derart ausgewählt sind, dass ein Lichtsignal, das durch ein Kombinieren des Lichtes, das von jedem der Lichtgeneratoren emittiert wird, erzeugt wird, weniger abhängig von den Herstellungsschwankungen bei den Lichtgeneratoren ist als ein Lichtsignal, das erzeugt wird, wenn Ik proportional ist zu Ck für k=1 bis N. Bei einem Ausführungsbeispiel ist eines der Ik proportional zu einer gewichteten Summe der Ck-Werte, wobei die gewichtete Summe Gewichtungsparameter verwendet, die von den Kalibrierungsparametern abhängen. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel umfasst jeder der Lichtgeneratoren eine LED. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel N=3 und einer der Lichtgeneratoren erzeugt Licht im roten Bereich des optischen Spektrums, ein weiterer der Lichtgeneratoren erzeugt Licht im blauen Bereich des optischen Spektrums und der verbleibende Lichtgenerator erzeugt Licht im grünen Bereich des Lichtspektrums. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel entsprechen die Farbkomponenten dem CIE-Farbstandard, und die Kalibrierungsparameter sind derart ausgewählt, dass das Lichtsignal, das durch ein Kombinieren des Lichts, das von jedem der Lichtgeneratoren emittiert wird, erzeugt wird, durch Farbkomponenten in dem CIE-Farbstandard von C'k gekennzeichnet ist, wenn empfangene Farbkomponenten Werte aufweisen, bei denen Ck=C'k für k=1 bis 3.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine Verbundlichtquelle 10 gemäß dem Stand der Technik;
  • 2 ein Blockdiagramm einer Verbundlichtquelle 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
  • 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das eine andere Anzahl von Gewichtungsfunktionen verwendet.
  • Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Herstellen einer vorkonfigurierten Verbundlichtquelle zur Verwendung bei einem Beleuchtungssystem, das eine Spektralrückkopplung verwendet, um das emittierte Licht zu steuern, derart dass eine Kalibrierung des Sensors ohne die Notwendigkeit einer teuren Testausrüstung durchgeführt werden kann. Die Weise, in der die vorliegende Erfindung ihre Vorteile bereitstellt, kann leichter mit Bezug auf 1 verstanden werden, die eine Verbundlichtquelle 10 gemäß dem Stand der Technik veranschaulicht. Die Lichtquelle 10 ist aus drei Arrays von LEDs, die bei 14-16 gezeigt sind, aufgebaut. Die Arrays 14-16 emittieren Licht in dem roten, grünen bzw. blauen Spektralbereich. Arrays von LEDs jeder Farbe werden anstatt einer einzelnen LED verwendet, um die Lichtausgabe der Lichtquelle zu steigern. Die Intensität des Lichtes, das durch jedes Array erzeugt wird, wird durch den Strom bestimmt, der durch die LEDs in diesem Array fließt, oder durch den Lastzyklus eines pulsierenden Signals, das an jede LED angelegt ist. Für die Zwecke dieser Erörterung wird angenommen, dass die Intensität durch ein Verändern des Stromes durch die LEDs variiert wird. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch bei Systemen verwendet werden, bei denen die LEDs in einer Weise an- und abgepulst werden, in der das Verhältnis der „An-"Zeit zu der „Aus-"Zeit gesteuert ist, um die gewünschte Lichtausgabe zu liefern. Dieser Strom wird durch Treiber 11-13 eingestellt ansprechend auf Rot-, Grün- und Blaufreigabesignale, die in die Treiber eingegeben werden. Die Freigabesignale können einfache Logiksignale sein, die die entsprechenden Arrays mit einem vorbestimmten Strom anschalten, der in den Treiberschaltungen eingestellt wird. Alternativ dazu können die Freigabesignale mehrwertige Signale sein, die die tatsächlichen Strompegel durch das entsprechende Array einstellen.
  • Wie im Vorhergehenden erwähnt, treten Herstellungsschwankungen bei den LEDs jedes Arrays auf. Folglich variiert die Strom-zu-Lichtausgabefunktionscharakteristik jedes Arrays von Array zu Array. Zusätzlich besteht bei dem Herstellungsprozess eine Spektralschwankung von Array zu Array, die auch zu Farbverschiebungen bei dem Licht, das durch die Lichtquelle 10 erzeugt wird, führen kann.
  • Die Weise, in der die vorliegende Erfindung diese Probleme überwindet, ist in 2 veranschaulicht, bei der es sich um ein Blockdiagramm einer Verbundlichtquelle 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung handelt. Die Lichtquelle 100 ist aus den drei Arrays von LEDs aufgebaut, die bei 101-103 gezeigt sind. Die Arrays 101-103 erzeugen Licht, das nominal rot, grün bzw. blau ist. Die Intensität des Lichtes, das durch jedes Array erzeugt wird, wird durch den Strom bestimmt, der durch die LEDs dieses Arrays fließt, der wiederum durch einen Treiber eingestellt wird, der an das Array angeschlossen ist. Die Treiber, die den Arrays 101-103 entsprechen, sind jeweils bei 104-106 gezeigt.
  • Wie im Vorhergehenden erwähnt, nimmt die ideale Lichtquelle eine Farbe an, die als drei Werte in einem Standardfarbspezifikationsschema, wie zum Beispiel dem CIE-Schema, spezifiziert ist, und erzeugt Licht, das die spezifizierte CIE-Farbkoordinate aufweist. Das heißt, falls das Ausgangslicht in einem Spektrometer gemessen wird, das drei Werte in dem genormten Farbschema ausgibt, stimmt die Ausgabe des Spektrometers mit den Eingangswerten, die der Lichtquelle geliefert werden, überein. Die vorliegende Erfindung liefert ein Steuerschema, das die Schwankungen der Arrays untereinander reduziert und zusätzlich ein derartiges genorm tes Farbspezifikationsschema liefert. Die vorliegende Erfindung liefert eine Schnittstellenschaltung 120, die Rot-, Blau- und Grünintensitätswerte annimmt und jedem der Arrays die geeigneten Ströme liefert. Die Ströme werden bestimmt durch ein Einstellen von 9 Gewichtungsfaktoren in einer Weise, die im Folgenden erörtert wird. Im Idealfall erzeugt die Lichtquelle, wenn die richtigen Gewichtungsfaktoren verwendet werden, eine CIE-Farbkoordinate, die durch die Eingangswerte spezifiziert ist, unabhängig von den Schwankungen bei dem LED-Lichtumwandlungswirkungsgrad von LED zu LED und jeglichen Schwankungen bei den Spektren von LED zu LED der gleichen Farbe. Die Gewichtungsfaktoren werden für jede Lichtquelle bestimmt und in der Lichtquelle gespeichert. Somit verhält sich jede Lichtquelle aus der Sicht des Schaltungsentwicklers, der die Lichtquelle verwendet, wie eine ideale Lichtquelle, die die gleiche CIE-Farbkoordinate erzeugt, wie sie durch das Standardspektrometer gemessen wird, wenn die gleichen Werte der Rot-, Grün- und Blauintensität in die Lichtquelle eingegeben werden. Außerdem ist das erzeugte Spektrum konform zu einem Standardspektrumschema. Da die gesamte Kalibrierungs- und Korrekturschaltungsanordnung in der Lichtquelle enthalten ist, werden dem Hersteller die Aufgaben abgenommen, die dem Bereitstellen einer Kalibrierungsschaltungsanordnung und dem Einstellen der Kalibrierung jeder Lichtquelle vor dem Verwenden der Lichtquelle in der Vorrichtung des Herstellers zugeordnet sind. Das heißt, der Entwickler braucht nur die gewünschte Farbausgabe hinsichtlich der genormten RGB-Farbkoordinaten zu kennen.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel, das in 2 gezeigt ist, wird jeder der genormten Farbwerte durch eine entsprechende Steuerschaltung empfangen. Die Steuerschaltungen für die genormten Eingangswerte, die Rot, Grün und Blau entsprechen, sind jeweils bei 108-110 gezeigt. Um die folgende Erörterung zu vereinfachen, werden die Eingaben in die Steuerschaltungen als ein Triplett der Form (RV, Gv, Bv) geschrieben. Das Ziel der Schnittstelle 120 besteht darin, Stromwerte an die LED-Treiber zu liefern, derart dass das Spektrum, das durch (Rv, Gv, Bv) erzeugt wird, mit demjenigen übereinstimmt, das in dem Standardfarbschema spezifiziert ist, und die Intensität des Lichtes, das durch (Rv, Gv, Bv) erzeugt wird, mit dem Rv-, Gv- und Bv-Wert in linearer Beziehung steht. Das heißt, die Intensität des Lichtes, das durch (Rv, Gv, Bv) erzeugt wird, beträgt die Hälfte der Intensität, die durch (2Rv, 2Gv, 2Bv) erzeugt wird, und die zwei Lichtausgaben weisen die gleiche Spektralform auf. Der Bereich, in dem die Intensität eine lineare Funktion des Durchschnittstreiberstroms ist, ist in dem Fall von pulsmodulierten LEDs größer als bei LEDs, bei denen die Stärke des Treiberstromes eingestellt wird.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel, das in 2 gezeigt ist, erzeugt jede der Steuerschaltungen Werte, die Strömen entsprechen, die an die drei LED-Arrays angelegt werden. Wenn ein Eingangsfarbwert (Rv, Gv, Bv) an die Steuerschaltungen angelegt wird, sind die Werte, die durch die Steuerschaltung 108 erzeugt werden, Rvw1,j für j=1 bis 3. Ähnlich sind die Werte, die durch die Steuerschaltungen 109 und 110 erzeugt werden, Gvw2,j für j=1 bis 3 bzw. Bvw3,j für j=1 bis 3. Der Strom, der an das LED-Array 101 ansprechend auf dieses Eingangstriplett angelegt wird, ist Rvw1,1 + Gvw2,1 + Bvw3,1. Ähnlich sind die Ströme, die an die LED-Arrays 102 und 103 angelegt werden, Rvw1,2 + Gvw2,2 + Bvw3,2 bzw. Rvw1,3 + Gvw2,3 + Bvw3,3.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel, das in 2 gezeigt ist, ist die Schnittstelle 120 aus den Steuerschaltungen 108-110 und einer Treiberstromschaltung 107 aufgebaut. Die Treiberstromschaltung 107 summiert die Beiträge, die durch jede der Steuerschaltungen geliefert werden, um ein Signal zu erzeugen, das an die Treiber jedes der LED-Arrays angelegt wird und den tatsächlichen Strom einstellt, der durch jedes der LED-Arrays fließen soll.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung entsprechen die genormten Eingaben dem CIE-Standardfarbschema. Die Gewichtungswerte für jede der Steuerschaltungen werden bestimmt durch ein Einstellen der Gewichtungen derart, dass das Ausgangslicht konform ist zu der entsprechenden CIE-Farbkoordinate. Somit wird, um die Gewichtungen für die Rotsteuerschaltung zu finden, ein Triplett von (1,0,0) an die Lichtquelleneingänge angelegt. Das Licht, das durch die Lichtquelle erzeugt wird, wird durch ein Spektrometer betrachtet, das in dem CIE-Farbkoordinatenschema kalibriert ist. Die Gewichtungswerte werden dann derart eingestellt, dass das Licht, das durch die Lichtquelle erzeugt wird, einem CIE-Farbwert von (XRv, YRv, ZRv) entspricht, wobei (XRv, YRv, ZRv) als die „virtuelle" rote LED-Farbkoordinate bezeichnet wird und ein vorbestimmter Wert ist, der von dem Spektrometer abhängt. Anschließend werden die Gewichtungen, die der Grünsteuerschaltung entsprechen, in einer analogen Weise erhalten unter Verwendung eines Eingangstripletts der Form (0,1,0) und durch ein Einstellen der Gewichtungen derart, dass die Kamera den Wert (XGv, YGv, ZGv), die „virtuelle" grüne LED-Farbkoordinate, ausgibt. Schließlich werden die Gewichtungen, die der Blausteuerschaltung entsprechen, in einer analogen Weise erzeugt, um eine Ausgabe von (XBv, YBv, ZBv) , der blauen „virtuellen" LED-Farbkoordinate, zu liefern, wenn (0,0,1) in die Steuerschaltungen eingegeben wird. Suchalgorithmen zum Bestimmen der Gewichtungswerte sind in der Technik bekannt und werden deshalb hier nicht im Detail erörtert. Die „virtuelle"-LEDs-Funktion liefert eine ideale Lichtquelle in dem Sinn, dass jede derartige ideale Lichtquelle die gleiche CIE-Farbkoordinate erzeugt, wenn derselben das gleiche Eingangstriplett präsentiert wird.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist jede der Steuerschaltung ein Tor auf zum Empfangen der Gewichtungswerte, die durch diese Steuerschaltung verwendet werden sollen. Exemplarische Gewichtungseingangstore sind bei 121-123 gezeigt. Jede der Steuerschaltungen um fasst einen nicht flüchtigen Speicher zum Speichern der Gewichtungswerte, die an dem Gewichtungseingangstor, das dieser Steuerschaltung zugeordnet ist, empfangen wurden.
  • Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele verwenden ein normiertes 3-Farb-Farbdarstellungsschema. Es können jedoch auch Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, die andere Farbdarstellungsschemata verwenden. Zum Beispiel sind Farbkoordinatensysteme, die 4 Farben verwenden, in der Drucktechnik bekannt. Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, dem ein derartiges Koordinatensystem zugrunde liegt, würde ein Vierkomponentenfarbvektor in die Schnittstellenschaltung eingegeben. Die Schnittstellenschaltung würde dann die vier Ströme erzeugen, die benötigt werden, um die Ausgaben jedes der 4 Lichtgeneratoren zu spezifizieren. Bei einem derartigen Ausführungsbeispiel würde jeder Lichtgenerator nominal Licht einer Wellenlänge erzeugen, die einer der Komponenten in dem betreffenden Koordinatensystem entspricht. Die Kalibrierungsparameter würden derart ausgewählt, dass die Ausgabe der Lichtquelle, wenn dieselbe auf einem Spektrometer betrachtet wird, das eine Ausgabe in dem Vierfarbkoordinatensystem liefert, mit dem Vierkomponentenfarbvektor übereinstimmt, der in die Lichtquelle eingegeben wurde.
  • Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele verwenden ein 9-Parameter-Gewichtungssystem zum Kalibrieren der Lichtquelle. Bei dem Ausführungsbeispiel, das in 2 gezeigt ist, ist die Schnittstelle in die Steuerschaltungen und die Treiberstromschaltung unterteilt. Es sei nun auf 3 Bezug genommen, die ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, dass eine allgemeinere Schnittstellenschaltung verwendet. Eine Lichtquelle 200 umfasst drei LED-Arrays 201-203, die von einer Kalibrierungsschnittstellenschaltung 220 getrieben werden, die die virtuellen Farbwerte (Rv, Gv, Bv) empfängt, die die Ausgabe der Lichtquelle bestimmen. Die Schnittstellenschaltung 220 speichert eine Mehrzahl von Kalibrierungsparametern Pi für i=1 bis Np.
  • Es kann gezeigt werden, dass die minimale Anzahl von Parametern, die in dem allgemeinen Fall von der Schnittstellenschaltung benötigt werden, für ein Dreifarbkomponentensystem 9 beträgt. Die Schnittstellenschaltung kann als eine Schaltung betrachtet werden, die eine einfache Koordinatenänderung zwischen der virtuellen Farbkoordinate (Rv, Gv, Bv), die in die vorliegende Erfindung eingegeben wird, und einem Koordinatensystem (IR, IG, IB) liefert, bei dem IR, IG und IB die Durchschnittströme sind, die in dem roten, grünen und blauen Array fließen. Eine derartige Koordinatenänderung kann erzielt werden durch eine Matrixmultiplikation, bei der der Vektor (Rv, Gv, Bv) mit einer 3x3-Matrix multipliziert wird, um den Vektor (IR, IG, IB) zu erzeugen. Da die 3x3-Matrix 9 Parameter enthält, kann die allgemeine Transformation mit 9 Gewichtungsparametern bei einem Dreikomponentenfarbsystem durchgeführt werden. Die obige Prozedur liefert ein Verfahren zum Bestimmen der Gewichtungsparameter. Die Gewichtungswerte können jedoch auch aus 9 unabhängigen Messungen der Beziehung zwischen (IR, IG, IB) und den (R, G, B)-Farbwerten, die durch das CIE-Spektrometer gemessen werden, wenn diese Stromwerte an die LED-Arrays angelegt werden, berechnet werden. In dem allgemeineren Fall, bei dem ein N-Farbsystem verwendet wird, müssen N2 Gewichtungen bestimmt werden. Die Gewichtungen sind die Koeffizienten bei einer NxN-Matrix, die verwendet wird, um die Messung der virtuellen Farbkoordinaten in die richtigen Treiber-N-Treiberströme umzuwandeln.
  • Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung verwendeten drei Lichtgeneratoren, bei denen jeder Lichtgenerator ein Array von LEDs aufweist. Es können jedoch auch Ausführungsbeispiele hergestellt werden, bei denen andere Formen von Lichtgeneratoren verwendet werden. Zum Beispiel können die Lichtgeneratoren aus Halbleiterlasern hergestellt sein.
  • Verschiedene Modifizierungen der vorliegenden Erfindung werden aus der vorhergehenden Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen für Fachleute ersichtlich sein. Folglich soll die vorliegende Erfindung ausschließlich durch den Schutzumfang der folgenden Ansprüche beschränkt sein.

Claims (12)

  1. Lichtquelle (100), die folgende Merkmale aufweist: N Lichtgeneratoren (104-106), wobei jeder Lichtgenerator Licht einer unterschiedlichen Wellenlänge emittiert, wobei die Intensität des Lichtes, das durch den k-ten Generator erzeugt wird, durch ein Signal Ik bestimmt ist, das mit diesem Lichtgenerator gekoppelt ist; einen Empfänger (108-110) zum Empfangen einer Farbkoordinate, die N Farbkomponenten Ck aufweist für k=1 bis N, wobei N größer als 1 ist; und eine Schnittstellenschaltung (107) zum Erzeugen von Ik für k=1 bis N aus den empfangenen Farbkomponenten und einer Mehrzahl von Kalibrierungsparametern, wobei die Kalibrierungsparameter von Herstellungsschwankungen bei den Lichtgeneratoren (104-106) abhängen und Werte aufweisen, derart dass ein Lichtsignal, das durch ein Kombinieren des Lichtes, das von jedem der Lichtgeneratoren (104-106) emittiert wird, erzeugt wird, weniger von den Herstellungsschwankungen bei den Lichtgeneratoren (104-106) abhängig ist als ein Lichtsignal, das erzeugt wird, wenn Ik proportional zu Ck ist für k=1 bis N.
  2. Lichtquelle (100) gemäß Anspruch 1, bei der eines der Ik proportional zu einer gewichteten Summe der Ck-Werte ist, wobei die gewichtete Summe Gewichtungsparameter verwendet, die von den Kalibrierungsparametern abhängen.
  3. Lichtquelle (100) gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der jeder der Lichtgeneratoren (104-106) eine LED aufweist.
  4. Lichtquelle (100) gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der jeder der Lichtgeneratoren (104-106) einen Laser aufweist.
  5. Lichtquelle (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der N=3 und bei der einer der Lichtgeneratoren (104-106) Licht in dem roten Bereich des optischen Spektrums erzeugt, ein anderer der Lichtgeneratoren (104-106) Licht in dem blauen Bereich des optischen Spektrums erzeugt und der verbleibende Lichtgenerator Licht in dem grünen Bereich des Lichtspektrums erzeugt.
  6. Lichtquelle (100) gemäß Anspruch 5, bei der die Farbkomponenten dem CIE-Farbstandard entsprechen und bei der die Kalibrierungsparameter derart ausgewählt sind, dass das Lichtsignal, das durch ein Kombinieren des Lichtes, das von jedem der Lichtgeneratoren (104-106) emittiert wird, erzeugt wird, durch Farbkomponenten in dem CIE-Farbstandard von C'k gekennzeichnet ist, wenn empfangene Farbkomponenten Werte aufweisen, bei denen Ck=C'k für k=1 bis 3.
  7. Verfahren zum Erzeugen von Licht ansprechend auf eine Farbkoordinate, die N Farbkomponenten Ck aufweist für k=1 bis N, wobei N größer ist als 1, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Erzeugen von Ik für k=1 bis N aus den empfangenen Farbkomponenten und einer Mehrzahl von Kalibrierungsparametern; Erzeugen von N Lichtkomponenten mit N Lichtgeneratoren (104-106), wobei die i-te Lichtkomponente eine Intensität, die durch Ik bestimmt ist, und eine Wellenlänge, die sich von den anderen Lichtkomponenten unterscheidet, aufweist, wobei die Kalibrierungsparameter von Herstellungsschwankungen bei den Lichtgeneratoren (104-106) abhängen und Werte aufweisen, derart dass ein Lichtsignal, das durch ein Kombinieren des Lichtes, das von jedem der Lichtgeneratoren (104-106) emittiert wird, erzeugt wird, weniger von den Herstellungsschwankungen bei den Lichtgeneratoren (104-106) abhängig ist als ein Lichtsignal, das erzeugt wird, wenn Ik proportional zu Ck ist für k=1 bis N; und Kombinieren der N Lichtkomponenten, um das erzeugte Licht zu bilden.
  8. Verfahren gemäß Anspruch 7, bei dem eines der Ik proportional zu einer gewichteten Summe der Ck-Werte ist, wobei die gewichtete Summe Gewichtungsparameter verwendet, die von den Kalibrierungsparametern abhängen.
  9. Verfahren gemäß Anspruch 7 oder 8, bei dem jeder der Lichtgeneratoren (104-106) eine LED aufweist.
  10. Verfahren gemäß Anspruch 7 oder 8, bei dem jeder der Lichtgeneratoren (104-106) einen Laser aufweist.
  11. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, bei dem N=3 und bei dem einer der Lichtgeneratoren (104-106) Licht in dem roten Bereich des optischen Spektrums erzeugt, ein anderer der Lichtgeneratoren (104-106) Licht in dem blauen Bereich des optischen Spektrums erzeugt und der verbleibende Lichtgenerator Licht in dem grünen Bereich des Lichtspektrums erzeugt.
  12. Verfahren gemäß Anspruch 11, bei dem die Farbkomponenten dem CIE-Farbstandard entsprechen und bei dem die Kalibrierungsparameter derart ausgewählt sind, dass das Lichtsignal, das durch ein Kombinieren des Lichtes, das von jedem der Lichtgeneratoren (104-106) emittiert wird, erzeugt wird, durch Farbkomponenten in dem CIE-Farbstandard von C'k gekennzeichnet ist, wenn empfangene Farbkomponenten Werte aufweisen, bei denen Ck=C'k für k=1 bis 3.
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JP (1) JP2005191004A (de)
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DE (1) DE102004056221A1 (de)
GB (1) GB2409260B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009008526A1 (de) * 2009-02-11 2010-08-19 Diehl Aerospace Gmbh Verfahren zum Ermitteln des Lichtstromes von optischen Strahlern wie insbesondere Leuchtdioden

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1460578A1 (de) * 2003-03-18 2004-09-22 Heidelberger Druckmaschinen Aktiengesellschaft LED-Drucker mit verbesserter gleichförmiger Lichtausbeute
US20060023271A1 (en) * 2004-07-30 2006-02-02 Boay Yoke P Scanner with color profile matching mechanism
US8299987B2 (en) * 2005-11-10 2012-10-30 Lumastream Canada Ulc Modulation method and apparatus for dimming and/or colour mixing utilizing LEDs
CN101352101A (zh) * 2005-12-01 2009-01-21 马田专业公司 用于控制可变颜色光源的方法和装置
US20080012820A1 (en) * 2006-07-11 2008-01-17 Chun-Chieh Yang System and method for achieving desired operation illumination condition for light emitters
US7513671B2 (en) * 2006-09-18 2009-04-07 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Efficient solid state light source for generating light in a limited region of the color space
US8035320B2 (en) 2007-04-20 2011-10-11 Sibert W Olin Illumination control network
US8866410B2 (en) * 2007-11-28 2014-10-21 Cree, Inc. Solid state lighting devices and methods of manufacturing the same
KR101450642B1 (ko) * 2008-03-31 2014-10-14 휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피. 벡터 교정을 이용한 rgb led 제어
US9018858B2 (en) 2008-09-24 2015-04-28 B/E Aerospace, Inc. Calibration method for LED lighting systems
US8598793B2 (en) 2011-05-12 2013-12-03 Ledengin, Inc. Tuning of emitter with multiple LEDs to a single color bin
WO2011106695A1 (en) 2010-02-25 2011-09-01 B/E Aerospace, Inc. Led lighting element
EP2539768B1 (de) * 2010-02-25 2018-06-13 B/E Aerospace Inc. Kalibrierungsverfahren für led-beleuchtungssysteme
GB2492015A (en) * 2010-03-06 2012-12-19 Autech Res Pty Ltd A system and method for measuring a colour value of a target
US9345095B2 (en) 2010-04-08 2016-05-17 Ledengin, Inc. Tunable multi-LED emitter module
US8384294B2 (en) 2010-10-05 2013-02-26 Electronic Theatre Controls, Inc. System and method for color creation and matching
US8723450B2 (en) 2011-01-12 2014-05-13 Electronics Theatre Controls, Inc. System and method for controlling the spectral content of an output of a light fixture
US8593074B2 (en) 2011-01-12 2013-11-26 Electronic Theater Controls, Inc. Systems and methods for controlling an output of a light fixture
US8513900B2 (en) 2011-05-12 2013-08-20 Ledengin, Inc. Apparatus for tuning of emitter with multiple LEDs to a single color bin
CN103688593B (zh) * 2011-07-26 2016-08-17 皇家飞利浦有限公司 电流确定装置
US9269697B2 (en) 2011-12-28 2016-02-23 Ledengin, Inc. System and methods for warm white LED light source
US11032884B2 (en) 2012-03-02 2021-06-08 Ledengin, Inc. Method for making tunable multi-led emitter module
US9880052B2 (en) 2013-10-02 2018-01-30 The Joan and Irwin Jacobs Technion-Cornell Innovation Institute Methods, systems, and apparatuses for accurate measurement and real-time feedback of solar ultraviolet exposure
US9798458B2 (en) 2013-10-02 2017-10-24 The Joan and Irwin Jacobs Technion-Cornell Innovation Institute Methods, systems, and apparatuses for accurate measurement and real-time feedback of solar ultraviolet exposure
WO2016086180A1 (en) 2014-11-26 2016-06-02 Ledengin, Inc. Compact emitter for warm dimming and color tunable lamp
US9530943B2 (en) 2015-02-27 2016-12-27 Ledengin, Inc. LED emitter packages with high CRI
US10527491B2 (en) 2015-08-25 2020-01-07 The Joan and Irwin Jacobs Technion-Cornell Innovation Institute Methods, systems, and apparatuses for accurate measurement and real-time feedback of solar ultraviolet exposure
US10739253B2 (en) 2016-06-07 2020-08-11 Youv Labs, Inc. Methods, systems, and devices for calibrating light sensing devices
USD829112S1 (en) 2016-08-25 2018-09-25 The Joan and Irwin Jacobs Technion-Cornell Innovation Institute Sensing device
US10219345B2 (en) 2016-11-10 2019-02-26 Ledengin, Inc. Tunable LED emitter with continuous spectrum
US10575374B2 (en) 2018-03-09 2020-02-25 Ledengin, Inc. Package for flip-chip LEDs with close spacing of LED chips
JP2022508951A (ja) 2018-10-19 2022-01-19 ユーブイ ラブス,インク. 太陽光の健康関連uv曝露量を正確に測定する方法、システム、及び装置
US11617245B2 (en) * 2020-08-11 2023-03-28 Abl Ip Holding Llc LED driver with selectable lumen and CCT

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19703478A1 (de) * 1997-01-31 1998-08-06 Hoechst Ag Verfahren zur Herstellung eines Matallocen-Katalysatorsystems
US6781329B2 (en) * 1997-08-26 2004-08-24 Color Kinetics Incorporated Methods and apparatus for illumination of liquids
US6777891B2 (en) * 1997-08-26 2004-08-17 Color Kinetics, Incorporated Methods and apparatus for controlling devices in a networked lighting system
US6806659B1 (en) * 1997-08-26 2004-10-19 Color Kinetics, Incorporated Multicolored LED lighting method and apparatus
US6793374B2 (en) * 1998-09-17 2004-09-21 Simon H. A. Begemann LED lamp
US6445139B1 (en) * 1998-12-18 2002-09-03 Koninklijke Philips Electronics N.V. Led luminaire with electrically adjusted color balance
GB9905408D0 (en) 1999-03-09 1999-05-05 Hatherley Alan E Lighting devices
JP2000315070A (ja) 1999-04-28 2000-11-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd フルカラーディスプレイ
US6239554B1 (en) * 1999-12-30 2001-05-29 Mitutoyo Corporation Open-loop light intensity calibration systems and methods
JP2002164182A (ja) * 2000-11-24 2002-06-07 Moriyama Sangyo Kk カラー照明装置
US6441558B1 (en) * 2000-12-07 2002-08-27 Koninklijke Philips Electronics N.V. White LED luminary light control system
US6411046B1 (en) * 2000-12-27 2002-06-25 Koninklijke Philips Electronics, N. V. Effective modeling of CIE xy coordinates for a plurality of LEDs for white LED light control
US6801003B2 (en) * 2001-03-13 2004-10-05 Color Kinetics, Incorporated Systems and methods for synchronizing lighting effects
TW536066U (en) * 2001-03-13 2003-06-01 Realtek Semiconductor Corp Impedance matching circuit
US6741351B2 (en) * 2001-06-07 2004-05-25 Koninklijke Philips Electronics N.V. LED luminaire with light sensor configurations for optical feedback
JP2003178602A (ja) * 2001-12-10 2003-06-27 Koito Mfg Co Ltd 照明装置
US20030111533A1 (en) * 2001-12-19 2003-06-19 Koninklijke Philips Electronics N.V. RGB led based white light control system with quasi-uniform color metric
JP2005038605A (ja) 2002-02-12 2005-02-10 Daisei Denki Kk 照明器具

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009008526A1 (de) * 2009-02-11 2010-08-19 Diehl Aerospace Gmbh Verfahren zum Ermitteln des Lichtstromes von optischen Strahlern wie insbesondere Leuchtdioden
DE102009008526B4 (de) * 2009-02-11 2011-07-07 Diehl Aerospace GmbH, 88662 Verfahren zum Ermitteln des Lichtstromes von optischen Strahlern wie insbesondere Leuchtdioden

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Publication number Publication date
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