TWI477937B - 可調整之彩色固態照明 - Google Patents

Description

可調整之彩色固態照明

本發明係關於照明技術、燈光技術及相關技術。

固態照明裝置包含發光二極體(LED)、有機發光二極體(OLED)、半導體雷射二極體等等之類。雖然可調整之彩色固態照明裝置係如本文實例繪示，本文揭示的該等可調整之彩色控制技術及裝置係易於施加於其他類型多彩色光源，諸如白熱光源(舉例言之，白熱聖誕樹燈光)、白熱、鹵素或其他聚光燈源(舉例言之舞臺燈光，其中選擇性施加的聚光燈照明一舞臺)等等之類。

在包含複數個不同色彩之LED的固態照明裝置中，強度及彩色兩者的控制係通常使用脈衝寬度調變(PWM)達成。舉例言之，Chliwnyj等人在美國專利第5,924,784號揭示獨立基於微處理器的PWM控制不同彩色之兩個或更多不同發光二極體源，以產生光模擬一火焰。此PWM控制係為吾人所熟知，且商業PWM控制器確實已長時間特定可用於驅動LED。例如，參看用於具有PWM輸出及LED驅動之MC68HC05D9 8位元微處理器的摩托羅拉(Motorola)半導體技術資料表(摩托羅拉有限公司，1990年)。在PWM中，一脈衝串係在一固定頻率下被施加，且該脈衝寬度(亦即，該脈衝的時間持續)被調變以控制施加至該發光二極體的積分時間功率。因此，該積分時間施加的功率係直接地與該脈衝寬度成正比，該脈衝寬度之範圍可介於0%作用時間循環(無功率施加)至100%作用時間循環(在整個週期期間功率施加)之間。

既有PWM照明控制具有某些缺點。其等該電源供應器上引入一非常不均勻負載。舉例言之，如果該照明源包含紅色、藍色及綠色照明通道且同時驅動所有三個通道消耗100%功率，接著在任何給定時間該功率輸出可為0%、33%、66%或100%，及在每個脈衝寬度調變週期期間，該功率輸出可在兩個、三個或此等位準的所有4個之間循環。此功率循環對於該電源供應器有壓力，並指示使用一具有足夠快切換速度的一電源供應器以調適該快速功率循環。另外，該電源供應器必須為足夠大以供應全部100%功率，即使功率量係僅在該時間之一部分消耗。

在PWM期間的功率變動可藉由轉移每個「關閉」通道的電流穿過一「虛設負載」電阻器而避免。然而，該轉移的電流不貢獻於光輸出並因此引入相當大無效能功率。

既有PWM控制系統因為關於回饋控制亦為有問題。為提供一彩色可調整之照明源的回饋控制使用既有PWM技術，該等紅色、綠色及藍色通道之每個的功率位準必須被獨立測量。此通常表明使用三個不同光感測器，每個光感測器具有定中心於各自紅色、綠色及藍色波長的一窄光譜接收窗口。如果該不可見光譜為進一步需要的，接著解決該問題將變得所費不貲。例如，如果一5個通道系統具有非常接近於彼此的兩個色彩，僅一非常窄的帶偵測器能夠偵測該等兩個色彩源之間的變動。

在本文揭示的一些說明性實施例中，一種可調整之彩色光源包括：一光源，其具有不同通道用於產生對應於該等不同通道之不同通道色彩的照明；及一電源供應器，其使用分時多工選擇性地通電該等通道以產生一經選擇時間的平均彩色之照明。

在本文揭示的一些說明性實施例中，一種可調整之彩色光產生方法包括：產生一驅動電流；使用該產生的驅動電流，通電一多通道光源之一經選擇的通道；在該多通道光源的通道之中足夠快的循環該通電以大體上抑制由於該循環之目視可感知的閃光；及控制該循環的一時間分隔以產生一經選擇時間之平均彩色。

在本文揭示的一些說明性實施例中，一種可調整之彩色光源包括：複數個照明通道，其用於產生不同通道色彩的照明；及一電源供應器，其於該複數個照明通道中循環一電驅動電流，以產生一經選擇時間的平均彩色之照明，該循環係非重疊的，因為一個照明通道係確切地藉由該循環中任何點處之該電驅動電流而驅動。

本發明可以採用多種組件及組件之配置以及多種處理操作及處理操作之配置的形式。圖式係僅為了繪示較佳實施例之目的，且不視為限制本發明。

參考圖1，一固態照明系統包含一光源10，其具有複數個紅色、綠色及藍色發光二極體(LED)。該等紅色LED係電力地互連(電路未顯示)以藉由一紅色輸入線R驅動。該等綠色LED係電力地互連(電路未顯示)以藉由一綠色輸入線G驅動。該等藍色LED係電力地互連(電路未顯示)以藉由一藍色輸入線B驅動。該光源10係一說明性實例，一般而言，該光源可為任一多彩色光源，其具有電力地互連以定義不同彩色通道的固態光源組。舉例言之，在一些實施例中，該等紅色、綠色及藍色LED係配置為紅色、綠色及藍色LED串。此外，該等不同色彩可為除紅色、綠色、藍色以外的色彩，且此可為多於或少於三個不同彩色通道。舉例言之，在一些實施例中，提供一藍色通道及一黃色通道，其使得橫越一彩色範圍之多種不同色彩的產生係比一全彩RGB光源的產生更少，但其包含藉由該等藍色及黃色通道之適當彎曲而可達成之一「發白」彩色。該等各自LED係圖解地顯示為圖1之光源10中的黑色、灰色及白色點。該等LED可為基於半導體之LED(視需要包含完整的磷光體)、有機LED(有時在本技術領域中係以縮寫OLED表示)、半導體雷射二極體等等。

該光源10係藉由一恆定電流電源12驅動。藉由「恆定電流」其意謂該電源12輸出一恆定均方根(rms)電流。在一些實施例中，該恆定均方根電流係一恆定d.c電流。然而，該恆定均方根電流可為具有一恆定均方根值或此類的一正弦曲線電流。該「恆定電流」視需要為可調整，但應瞭解藉由該恆定電流電源12輸出的該電流不像用於PWM的情況係被快速地循環。該恆定電流電源12的該輸出被輸入至一R/G/B開關14，該開關14作為一分工器或1至3個開關，以在任何給定時間將該恆定電流引導至該等三個彩色通道R、G、B之一個及僅一個中。

使用該恆定電流電源12及該R/G/B開關14達成的該彩色控制的基本概念係藉由圖2中顯示的一時序圖繪示。該R/G/B開關14的切換係在一時間間隔T期間執行，該時間間隔T被分成藉由部分週期f₁ ×T、f₂ ×T、f₃ ×T定義的三個時間子間隔，其中f₁ +f₂ +f₃ =1，且因此該等三個時間週期服從關係f₁ ×T+f₂ ×T+f₃ ×T=T。一彩色控制器16輸出一控制信號指示該等部分週期f₁ ×T、f₂ ×T及f₃ ×T。舉例言之，在一說明性實施例中，該彩色控制器16可輸出一2位元數位信號，其具有值「00」指示該部分時間週期f₁ ×T，及切換至一值「01」以指示該部分時間週期f₂ ×T，且切換至一值「10」以指示該部分時間週期f₃ ×T，並切換回至「00」以指示該部分時間週期f₁ ×T的下一次發生等等。在其他實施例中，該控制信號可為一類比控制信號(例如0volts(伏特)、0.5volts及1.0volts分別地指示該等第一、第二及第三部分時間週期)或可採取其他格式。如又另一說明性方法，該控制信號可指示部分時間週期之間的轉換，而非固持一恆定值指示每個時間週期。在此後者方法中，當其接收一控制脈衝時，該R/G/B開關14係僅經組態以自一通道切換至下一個通道，及該彩色控制器16在自一部分時間週期至該下一個部分時間週期的每個轉換處輸出一控制脈衝。

在該第一部分時間週期f₁ ×T期間，該R/G/B開關14被設定以將來自於該恆定電流電源12的該恆定電流流動至該等彩色通道的一第一個中(舉例言之，至該紅色通道R中)。結果，該光源10在該第一部分時間週期f₁ ×T期間僅產生紅色光。在該第二部分時間週期f₂ ×T期間，該R/G/B開關14被設定以將來自於該恆定電流電源12的該恆定電流流動至該等彩色通道的一第二個中(舉例言之，至該綠色通道G中)。結果，該光源10在該第二部分時間週期f₂ ×T期間僅產生綠色光。在該第三部分時間週期f₃ ×T期間，該R/G/B開關14被設定以將來自於該恆定電流電源12的該恆定電流流動至該等彩色通道的一第三個中(舉例言之，至該藍色通道B中)。結果，該光源10在該第三部分時間週期f₃ ×T期間僅產生藍色光。如圖2中指示，此循環以該時間週期T重複。

該時間週期T係經選擇為比該閃光融合臨限值更短，該時間週期T在本文中定義為週期，在低於該週期之藉由該光彩色切換引起的該閃光大體上變得目視上不可感知，使得該光被目視感知為一大體上恆定掺合彩色。亦即，T被選擇為足夠短，肉眼摻合在該等部分時間間隔f₁ ×T、f₂ ×T及f₃ ×T期間的光輸出，致使該肉眼感知一均勻摻合彩色。目前PWM亦係基於不同色彩之快速循環光的可見摻合的概念，該週期T應為可比得上用於PWM中的該脈衝週期，其亦低於該閃光融合臨限值，舉例言之，低於約1/10秒及較佳地低於約1/24秒，且更佳地低於約1/30秒或更短。該時間週期T上的一較低限制係藉由該R/G/B開關14的切換速率強加，該切換速度可為相當快，因為其操作不引起改變電流位準(像用於PWM的案例)。

數量上，該彩色可如下計算。在該第一部分時間間隔f₁ ×T期間藉由該等紅色LED輸出之紅色光的總能量係藉由a₁ ×f₁ ×T給定；在該第二部分時間間隔f₂ ×T期間藉由該等綠色LED輸出之綠色光的總能量係藉由a₂ ×f₂ ×T給定；及在該第三部分時間週期f₃ ×T期間藉由該等藍色LED輸出之藍色光的總能量係藉由a₃ ×f₃ ×T給定；其中該等常數a₁ 、a₂ 、a₃ 係分別地指示紅色、綠色及藍色LED之設定的相關效率。舉例言之，如果針對一給定電流，藉由紅色LED的該設定輸出之該光能量等於藉由綠色LED的該設定輸出之該光能量，等於藉由藍色LED的該設定輸出之該光能量，接著a₁ :a₂ :a₃ 的一比例性為適當。另一方面，如果藍色LED的設定與LED的其他設定相比輸出兩倍於一給定電流位準之光，接著2×a₁ :2×a₂ :a₃ 的一比例性為適當。可視需要，該等常數a₁ 、a₂ 、a₃ 表示該等相對目視感知的亮度位準，而非該等相對光度能量位準。該彩色係藉由該等紅色、綠色及藍色光能量輸出的比例性，亦即藉由a₁ ×f₁ ×T:a₂ ×f₂ ×T:a₃ ×f₃ ×T的比例性或更簡單a₁ ×f₁ :a₂ ×f₂ :a₃ ×f₃ 測定。舉例言之，在說明性圖2中f₁ :f₂ :f₃ 係2:3:1，其(為簡單，取a₁ =a₂ =a₃ )意謂紅色：綠色：藍色的相對比率為2:3:1。如果該等部分週期具有比例性f₁ :f₂ :f₃ =1:1:1，接著(為簡單，再次取a₁ =a₂ =a₃ )該光輸出將被目視感知為紅色、綠色及藍色光的一均等摻合，也就是說該光輸出將為白色光。

有利地，藉由該恆定電流電源12輸出至該光源10中的電流一直保持相同。換句話說，自該恆定電流電源12的视點，其輸出一恆定電流至包括該等組件10、14的負載。

在一些實施例中，在藉由該彩色控制器16執行的部分時間週期之間的該切換係以一開放迴路的方式完成，亦即，不依賴光學回饋。在此等實施例中，一查找表、儲存的數學曲線或其他儲存的資訊將該等部分比率f₁ :f₂ :f₃ 的比例性值與多種色彩關聯。舉例言之，如果a₁ =a₂ =a₃ 接著該等值f₁ =f₂ =f₃ =1/3係適當地與該「彩色」白色關聯。

繼續參考圖1且進一步參考圖3及4，在其他實施例中，該彩色係視需要使用如下光學回饋予以控制。一光感測器20監測藉由該光源10輸出的光功率。該光感測器20具有足夠廣波長以感測該紅色、綠色或藍色光之任一個。為了簡單，本文假定該光感測器20具有對於紅色、綠色及藍色光之相同敏感性(如果此不為該案例)，簡單的是併入一適當比例因數以補償光譜敏感性差異。圖3繪示藉由一R、G、B能量計量器22執行的一適當光學功率測量處理過程。在一第一彩色部分週期的一開始30處(亦即，該部分週期f₁ ×T的該開始)，啟動一光學功率測量。在該第一部分週期f₁ ×T期間，積分32該經測量的光學功率以產生一經測量的第一彩色能量34。注意由於僅一組一單個彩色(例如紅色)的LED係在該第一部分週期f₁ ×T期間操作，該寬頻光感測器20在該積分32的時間間隔期間僅測量紅色光。在至該第二部分時間間隔f₂ ×T的一轉換40處，啟動延續該第二部分時間週期f₂ ×T的一第二光學功率積分42，以便產生一經測量的第二彩色能量44。再次，由於僅一組一單個彩色(例如綠色)的LED係在該第二部分週期f₂ ×T期間操作，該寬頻光感測器20在該積分42的時間間隔期間僅測量綠色光。在至該第三部分時間間隔f₃ ×T的一轉換50處，啟動延續該第三部分時間週期f₃ ×T的一第三光學功率積分52，以便產生一經測量的第三彩色能量54。又再次，由於僅一組一單個彩色(例如藍色)的LED係在該第三部分週期f₃ ×T期間操作，該寬頻光感測器20在該積分52的時間間隔期間僅測量藍色光。

因此，可見該單個寬頻光感測器20係能夠產生所有三個該經測量的第一彩色能量34、該經測量的第二彩色能量44及該經測量的第三彩色能量54。由於該控制系統12、14、16確保僅一單個組一單個彩色的LED係在任何給定時間操作，此被達成。相反言之，以藉由PWM系統兩個或更多組不同色彩的LED可為同時操作，其接著指示定中心於該等不同色彩的不同窄頻帶光感測器係同時用於消除並測量該等不同色彩的光。

參考圖4，該彩色控制器16適當地使用該等經測量的彩色能量34、44、54以如下實施回饋彩色控制。該第一經測量的彩色能量34係在本文中指示為E_M1 。該第二經測量的彩色能量44係在本文中指示為E_M2 。該第三經測量的彩色能量54係在本文中指示為E_M3 。接著該經測量的彩色係藉由該比率E_M1 :E_M2 :E_M3 表示。該經測量的彩色係使用藉由該比例性f₁ ⁽ⁿ⁾ :f₂ ⁽ⁿ⁾ :f₃ ⁽ⁿ⁾ 表示的一組部分時間間隔而達成，其中該上標(n)指示時間週期T的第n個間隔，在此間隔期間該等積分32、42、52產生該等經測量的彩色能量34、44、54。

一所需或設定點彩色60係適當地藉由該比率E_S1 :E_S2 :E_S3 表示。一週期調整器62計算本文藉由該比例f₁ ⁽ⁿ⁺¹⁾ :f₂ ⁽ⁿ⁺¹⁾ :f₃ ⁽ⁿ⁺¹⁾ 表示之經調整的部分時間間隔64，其中該上標(n+1)指示時間週期T的下一個間隔，該時間週期T將被分成子間隔f₁ ⁽ⁿ⁺¹⁾ ×T、f₂ ⁽ⁿ⁺¹⁾ ×T及f₃ ⁽ⁿ⁺¹⁾ ×T，服從約束f₁ ⁽ⁿ⁺¹⁾ +f₂ ⁽ⁿ⁺¹⁾ +f₃ ⁽ⁿ⁺¹⁾ =1。亦已知f₁ ⁽ⁿ⁾ +f₂ ⁽ⁿ⁾ +f₃ ⁽ⁿ⁾ =1。該解決方案係適當地使用比率計算，舉例言之:

及

其連同該關係約束f₁ ⁽ⁿ⁺¹⁾ +f₂ ⁽ⁿ⁺¹⁾ +f₃ ⁽ⁿ⁺¹⁾ =1提供一組等式，其中所有參數係已知，除了該等更新部分時間間隔f₁ ⁽ⁿ⁺¹⁾ 、f₂ ⁽ⁿ⁺¹⁾ 及f₃ ⁽ⁿ⁺¹⁾ 64。該等更新部分時間間隔f₁ ⁽ⁿ⁺¹⁾ 、f₂ ⁽ⁿ⁺¹⁾ 及f₃ ⁽ⁿ⁺¹⁾ 64係藉由此組等式的同時解答而適當地計算。

在其他實施例中，迭代調整係用於朝向由該所需能量比E_S1 :E_S2 :E_S3 給定之該彩色設定點60，而迭代地調整該經測量之光學能量比E_M1 :E_M2 :E_M3 。舉例言之，在一迭代方法中，自其設定點能量之具有該最大偏差之任何一個經測量的能量被成比例地調整。舉例言之，如果該第一經測量的能量34偏離最嚴重，接著進行該調整f₁ ⁽ⁿ⁺¹⁾ =(E_S1 /E_M1 )×f₁ ⁽ⁿ⁾ 。該等剩餘兩個部分時間間隔接著被調整以確保滿足該條件f₁ ⁽ⁿ⁺¹⁾ +f₂ ⁽ⁿ⁺¹⁾ +f₃ ⁽ⁿ⁺¹⁾ =1。此調整被重複地用於每個時間間隔T，以迭代地調整朝向該設定點彩色60。

此等僅係說明性實例，及其他演算法可被用於基於該等回饋經測量之彩色能量34、44、54而調整該等部分f₁ 、f₂ 、f₃ ，以達成該設定點彩色60。此外，在一些實施例中，該等積分器32、42、52被忽略，且確切言之，該即時功率係使用該光感測器20測量。接著該能量係藉由將該即時功率時間乘以數倍該部分時間間隔f₁ ×T(對於該第一部分時間間隔)而計算，假定該經測量的即時功率在該部分時間間隔上為恆定。此外，在一些實施例中，該經測量的彩色能量係不表示為一光度值，而是藉由該光學回應(其已知為光譜改變)來標度由該光感測器20測量的光度值，而表示為一目視感知亮度位準。如本文使用的，「彩色能量」意謂包括光度值或者包括目視感知的亮度位準。

該恆定電流電源12在該時間間隔T的時間標度上產生一恆定電流用於循環該R/G/B開關14。然而，針對該可調整之彩色光源10，吾人預期調整該電流位準以達成全部強度變化。此調整係適當地使用以一開放迴路式樣之一電流控制器70來執行，其中該電流位準係使用一人工電流控制撥號輸入、一自動控制之電信號輸入等等之類以一開放迴路式樣被設定。注意，由於該彩色控制在一比率基礎上操作(即使當使用如參考圖3及4描述之可選光學回饋時)，在一時間標度上，該恆定電流源之該電流位準的調整大體上比用於具有小或不影響該彩色控制之R/G/B循環的時間間隔T大。

繼續參考圖1及進一步參考圖5，在一些實施例中，對於該電流控制器70其預期以一光學受控制的回饋模式操作，以達成對應於一設定點強度E_set 72的一光強度輸出。在該繪示之受控制的回饋強度方法中，該等回饋經測量的彩色能量34、44、54係藉由一加法器74加總起來，以產生一輸入至一電流調整器78的總經測量的能量E_tot 76，該電流調整器78調整該恆定電流電源12的電流位準80以達成或接近該條件E_set =E_tot 。舉例言之，該電流調整器78可使用一數位比例-積分-微分(PID)控制演算法以調整該電流位準80。

該等繪示的實施例包含三個彩色通道，即R、G、B。然而，可使用更多或更少通道。對於n=1，...，N通道，其中N係一正整數且N>1，該時間間隔T在該條件f₁ +...+f_N =1下被分成N個時間間隔f₁ ×T,...,f_N ×T，其中該等部分f₁ ,...,f_N 係該間隔[0,1]中的所有正值，且該開關14係一1至N開關。

在該情形中，其中該等通道之一個係被完全關閉，亦即f_n =0，此可藉由使該開關14完全略過該彩色通道，或者藉由設定f_n =δ其中δ係一足夠小值而達成，對應於f_n =δ之該彩色係不被目視感知。

如本文使用的用語「彩色」被廣泛解釋為任何目視感可知彩色。該用語「彩色」被視為包含白色，且不被視為限於紅、黃、藍三原色。舉例言之，該用語「彩色」可表示輸出兩個或更多不同光譜峰值的一LED(舉例言之，包含紅色及黃色LED以達成具有不同紅色及黃色光譜峰值的一類似橙色彩色的一LED封裝)。舉例言之，該用語「彩色」可表示輸出一廣頻譜光的一LED，諸如一LED封裝，其包含藉由自一半導體晶片之電激發光激發的一寬頻磷光體。如本文使用的一「可調整之彩色光源」被廣泛解釋為可選擇地輸出不同頻譜光的任何光源。一可調整之彩色光源係不限於提供全部彩色選擇的一光源。舉例言之，在一些實施例中，一可調整之彩色光源可僅提供白色光，但該白色光就彩色溫度、彩色渲染特徵等等之類而言為可調整。

參考圖6至8，另一說明性實施例係顯示為一實例。圖6顯示以一組各自具5個LED之三個串聯連接的線路S1、S2、S3的形式之一可調整之彩色光源。該第一線路S1包含三個LED，其以一約617nm之峰值波長(對應於一淺紅色)發射光；及兩個額外LED，其以一約627nm之峰值波長(對應於一深紅色)發射光。該第二線路S2包含5個LED，其以530nm(對應於綠色的LED)發射光。該第三線路S3包含4個LED，其以一約590nm之峰值波長(對應於琥珀色)發射光；及一個額外LED，其以一約455nm之峰值波長(對應於藍色)發射光。驅動及控制電路包含一恆定電流源CC及三個電晶體，該等三個電晶體具有經配置以分別地封鎖或容許電流流動穿過該第一、第二及第三LED線路S1、S2、S3的三個輸入R1、G1、B1。另外，具有輸入R2的一電晶體使得該等兩個深紅色(627nm)的LED被選擇地並聯，同時具有輸入B2的一電晶體使得該藍色(455nm)LED被選擇地並聯。用於圖6的該可調整之彩色光源的一操作狀態表係在表1中給定。注意用於每個通道之列出的通道彩色係定性的，且可藉由不同觀察者被主觀地判定為不同。該操作控制經組態使得該等三個LED線路S1、S2、S3之一個僅係在任何給定時間被驅動，因此，相同電流流動穿過線路S1的該等617nm LED而不管該R2電晶體係在導電性狀態或非導電性狀態中，及類似地，相同電流流動穿過線路S3的該等590nm LED而不管該B2電晶體係在該導電性狀態或非導電性狀態中。

圖7繪製用於操作圖6之該可調整之彩色照明系統的時序圖。圖6的該可調整之彩色照明系統的該等LED波長或色彩係不被選擇以提供可調整之全彩色照明，而是被選擇以提供不同品質的白光，舉例言之熱白光(偏向紅色)或冷白光(偏向藍色)。圖6的該可調整之彩色照明系統具有如表1中標記的5個彩色通道。在說明性圖7中，該等5個電晶體係根據該時間間隔T之一經選擇的時間分隔，被操作以在一時間間隔T(在圖7中為1/150sec(秒)(6.67ms))期間提供一1至5切換操作，以產生具有經選擇的品質或特徵的白色光。對於一通常觀看者，該時間間隔T=1/150sec係短於該閃光融合臨限值。該時間間隔T被分時多工成5個部分時間週期T1、T2、T3、T4、T5，其中該等5個部分時間週期T1、T2、T3、T4、T5係非重疊且加總為該時間間隔T，亦即T=T1+T2+T3+T4+T5。在圖7的該實施例中，用於每個彩色通道的該彩色能量測量係在一大體上定中心於每個部分時間週期內的一中間時間處獲得，如圖7中藉由該等符號「E(... nm)」所指示，其指示以每個彩色能量測量的操作波長。

參考圖8，繪示藉由包含圖6中顯示的該等5個電晶體之該控制電路適當地實施的一控制處理程序。在一開始時間100用於該等部分時間週期T1、T2、T3、T4、T5的既有時間值被載入102至一控制器中。接著進行連續操作104、106、108、110、112，接連地啟動該等5個部分時間週期T1、T2、T3、T4、T5並使用一單個光感測器執行能量測量。一計算塊114使用該等測量以計算用於該等部分時間週期T1、T2、T3、T4、T5之更新值。舉例言之，關係[E1‧T1]/[E2‧T2]=C₁₂ 其中C₁₂ 是一常數，其反映適當用於約束該等部分時間週期T1及T2之所需紅色/深紅彩色比率；關係[E2‧T2]/[E3‧T3]=C₂₃ 其中C₂₃ 是一常數，其反映適當用於約束該等部分時間週期T2及T3之所需深紅色/綠色彩色比率；關係[E3‧T3]/[E4‧T4]=C₃₄ 其中C₃₄ 是一常數，其反映適當用於約束該等部分時間週期T3及T4之所需綠色/藍-琥珀色彩色比率；關係[E4‧T4]/[E5‧T5]=C₄₅ 其中C₄₅ 是一常數，其反映適當用於約束該等部分時間週期T4及T5之所需藍-琥珀色/琥珀色彩色比率。該計算塊114適當地同時解答此等4個等式連同該約束T=T1+T2+T3+T4+T5以獲得用於該等部分時間週期T1、T2、T3、T4、T5之該等更新值。在一些實施例中，該計算塊114在背景中以相對於在該時間間隔T處該光源的循環之一非同步方式操作。為調適此非同步操作，一決定塊120監測該計算塊114並繼續載入既有時間值102，直到該更新或新的時間值係藉由該計算塊114輸出，此時該等新時間值被載入122。

自圖6至8的實例應瞭解，該分時多工不一定需求該等LED以一介於該等時間週期之間的一排外方式被分配。舉例言之，在圖6至8的實施例中，以590nm發射的該等琥珀色LED係既在該第四部分時間週期T4又在該第五部分時間週期T5期間操作。圖6至8的該實施例亦繪示該等彩色通道可對應於不同色度(例如淺紅對深紅)，而且一給定彩色通道可發射以不同色彩之兩個或更多不同峰值的光(舉例言之，在該部分時間週期T4期間發射既有以590nm峰值的琥珀色光又有以455nm峰值的藍色光)。

該等較佳實施例已被繪示及描述。明顯地，在閱讀及理解先前詳細描述時其他將發生修飾及變更。意謂在其等位於附加申請專利範圍或其等效的範疇內之情況下，本發明被視為包含所有此等修飾及變更。

10．．．光源

12．．．恆定電流電源

14．．．R/G/B開關

16．．．彩色控制器

20．．．光感測器

22．．．R、G、B能量計量器

34．．．經測量的第一彩色能量

44．．．經測量的第二彩色能量

54．．．經測量的第三彩色能量

60．．．設定點彩色

62．．．週期調整器

64．．．部分時間間隔

70．．．電流控制器

72．．．設定點強度

74．．．加法器

76．．．總經測量的能量

78．．．電流調整器

80．．．電流位準

B1．．．輸入

B2．．．輸入

CC．．．恆定電流源

G1．．．輸入

R1．．．輸入

R2．．．輸入

S1．．．串聯連接線路

S2．．．串聯連接線路

S3．．．串聯連接線路

圖1圖解地繪示一照明系統；

圖2圖解地繪示用於圖1之該照明系統之R/G/B開關之一時序圖；

圖3圖解地繪示圖1之該照明系統的能量計量器；

圖4圖解地繪示圖1之該照明系統的彩色控制器；

圖5圖解地繪示圖1之該照明系統的電流控制器；

圖6圖解地繪示另一可調整之彩色照明系統之一電路；

圖7圖解地繪示用於操作圖6之該可調整之彩色照明系統之一時序圖；

圖8圖解地繪示用於操作圖6之該可調整之彩色照明系統之一流程圖。

(無元件符號說明)

Claims (19)

1. 一種可調整之彩色光源，其包括：一光源，其具有不同通道用於產生對應於該等不同通道之不同通道色彩的照明；及一電源供應器，其使用分時多工選擇性地通電該等通道以產生一經選擇之時間平均彩色的照明，該電源供應器包括：(i)一電源，其在比該分時多工之一週期T長的一時間標度上產生一實質上恆定均方根驅動電流；及(ii)電路，其將該實質上恆定均方根驅動電流分時多工至該等通道之經選擇者中。
2. 如請求項1之可調整之彩色光源，其中在該可調整之彩色光源之操作期間的任何給定時間，該電路準確地驅動具有該實質上恆定均方根驅動電流之該等通道之一個。
3. 如請求項1之可調整之彩色光源，進一步包括：一電流控制器，其經組態以與該電源通信以調整該實質上恆定均方根驅動電流之一電流位準。
4. 如請求項1之可調整之彩色光源，其中該實質上恆定均方根驅動電流係一實質上恆定直流驅動電流。
5. 如請求項1之可調整之彩色光源，進一步包括：一光感測器，其經配置以測量來自於該光源的光，該光感測器能夠測量對應於該光源之該等不同通道之該等不同通道色彩的任一個。
6. 如請求項5之可調整之彩色光源，其中該彩色控制器經 組態以基於由該光感測器提供之與一設定點彩色比較的回饋來調整該時間分隔。
7. 一種可調整之彩色光源，其包括：一光源，其具有不同通道用於產生對應於該等不同通道之不同通道色彩的照明；一電源供應器，其使用分時多工選擇性地通電該等通道以產生一經選擇之時間平均彩色的照明；一光感測器，其具有一用以測量該光源之該等通道色彩之任一個的光譜回應；及一計量器，其經組態以基於由與該分時多工有關之該光感測器測量的光功率，至少估計在該選用通電期間由該等不同通道之光能量輸出的比率。
8. 一種可調整之彩色光源，其包括：一光源，其具有不同通道用於產生對應於該等不同通道之不同通道色彩的照明，該光源包含分組至N個通道中的固態照明裝置，其中當該通道被選擇性通電時，每個通道的該等固態照明裝置被共同電力地通電；及一電源供應器，其使用分時多工選擇性地通電該等通道以產生一經選擇之時間平均彩色的照明，該電源供應器包含(i)切換電路，其經配置以通電該等N個通道之一經選擇的一個，及(ii)一彩色控制器，其根據該時間間隔T之一經選擇時間分隔使該切換電路在一時間間隔T期間操作，以產生該經選擇之平均時間彩色的照明，其中該時間間隔T係比一閃光融合臨限值更短。
9. 如請求項8之可調整之彩色光源，其中該等固態照明裝置包含LED。
10. 如請求項9之可調整之彩色光源，其中該等LED包含至少一個共用LED，其為一重疊該等N個通道之兩個或更多的構件，使得當該重疊該等N個通道之兩個或更多之任何一個被選擇性地通電時，通電該至少一個共用LED。
11. 如請求項8之可調整之彩色光源，進一步包括：一寬頻光感測器，其具有包括由該等N個通道產生之該等通道色彩之一偵測頻寬；及一計量器，其在每個時間分隔期間自該寬頻光感測器接收一偵測信號，並至少基於該等經接收的偵測信號，計算用於每個時間分隔之一經測量的光學能量；其中該彩色控制器經組態以基於該等經測量的光學能量及一設定點彩色而調整該時間間隔T的該時間分隔。
12. 一種可調整之彩色光產生方法，其包括：產生一驅動電流；使用該產生的驅動電流，通電一多通道光源之一經選擇的通道；在該多通道光源的通道之中，足夠快地循環該通電，以實質上抑制因該循環產生之目視可感知的閃光；及控制該循環之一時間分隔，以產生一經選擇之平均時間彩色。
13. 如請求項12之可調整之彩色光產生方法，其中該產生的驅動電流在該循環之一時間標度上具有一實質上恆定均 方根電流值。
14. 如請求項13之可調整之彩色光產生方法，其中該產生的驅動電流在該循環之一時間標度上具有一實質上恆定直流電流值。
15. 如請求項13之可調整之彩色光產生方法，其中該產生包括在一實質上比該循環更大之時間標度上調整該實質上恆定均方根電流值。
16. 如請求項12之可調整之彩色光產生方法，其中該循環準確地通電該循環中任何點處之該多通道光源之該等通道之一個。
17. 一種可調整之彩色光源，其包括：複數個照明通道，用於產生不同通道色彩的照明；及一電源供應器，其在該複數個照明通道之中循環一電驅動電流，以產生一經選擇之平均時間彩色的照明，該循環係非重疊的，其中一個照明通道係確切地由該循環中任何點處之該電驅動電流驅動。
18. 如請求項17之可調整之彩色光源，其中該電驅動電流在該循環之一時間標度上係實質上恆定。
19. 如請求項17之可調整之彩色光源，進一步包括：一光感測器，其經配置以測量該複數個照明通道之任一通道的電功率；及一彩色控制器，其經組態以基於自該光感測器接收且與該循環相關之一信號而調整該循環。