TWI749567B

TWI749567B - 用於定電流驅動器之無線顏色調整

Info

Publication number: TWI749567B
Application number: TW109117944A
Authority: TW
Inventors: 怡峰邱
Original assignee: 荷蘭商露明控股公司
Priority date: 2019-05-28
Filing date: 2020-05-28
Publication date: 2021-12-11
Also published as: EP3977820A1; WO2020243202A1; TW202114473A; CN114175855A

Abstract

各項實施例包含實現用於一LED陣列之一無線控制設備之設備及方法。在一項實例中，一控制設備包含自一無線控制裝置接收一信號之一無線模組。該無線信號可包含與一所要CCT值及一D _uv 值相關之信號。一控制單元耦合至該無線模組以轉譯自該無線模組接收之信號。該控制單元亦耦合至該LED陣列及一LED驅動器。該控制單元自該LED驅動器接收用於該LED陣列之電力且以基於該等經轉譯信號之一方式將該電力提供至該LED陣列。一調光器仿真器耦合至該控制單元以將一或多個控制信號提供至該LED驅動器。本發明描述其他設備及方法。

Description

用於定電流驅動器之無線顏色調整

本文中所揭示之標的物係關於包括實質上在電磁光譜之可見部分中操作之一燈之一或多個發光二極體(LED)或LED陣列之顏色調整。更明確言之，所揭示之標的物係關於一種實現例如用於LED陣列之一單通道、定電流驅動器之一無線顏色調整裝置之技術。

發光二極體(LED)通常用於各種照明(lighting)操作中。一物件之顏色外觀部分藉由照明(illuminating)物件之光之光譜功率密度(SPD)判定。對於觀看一物件之人類而言，SPD係可見光譜內之各種波長之相對強度。然而，其他因素亦可能影響顏色外觀。再者，LED之一相關色溫(CCT)及CCT上之LED之溫度距一黑體線(BBL，亦稱為一黑體軌跡或一普朗克(Planckian)軌跡)之一距離可能影響一人類對一物件之感知。特定言之，諸如在零售及酒店照明應用中，存在對LED照明解決方案之大的市場需求，其中期望控制LED之一色溫及一亮度位準兩者。

目前存在用於LED之顏色調整(例如，白色調整)之兩種主要技術。一第一技術係基於兩個或更多個CCT之白色LED。第二技術係基於紅色/綠色/藍色/琥珀色之一組合。第一技術根本不具有在D_uv方向上調整LED之一能力。在第二技術中，顏色調整能力極少被提供為一可用功能。在該等情況中，使用者代替性地通常被提供基於紅-綠-藍(RGB)或色調-飽和度-亮度(HSL)模型之一色輪。然而，RGB及HSL模型未經設計用於一般照明。RGB及HSL模型兩者更適用於圖形或照相應用。

此章節中所描述之資訊經提供以為熟習此項技術者提供下文揭示之標的物之一內容背景且不應被視為被認可之先前技術。

100:國際照明委員會(CIE)色圖

101:黑體線(BBL)

103:麥克亞當橢圓(MAE)

105:MAE步階

107:MAE步階

109:MAE步階

111:MAE步階

115A:曲線

115B:曲線

115C:曲線

115D:曲線

117A:第一等溫線

117B:第二等溫線

117C:第三等溫線

117D:第四等溫線

200:色度圖

201:座標/LED座標位置

203:座標/LED座標位置

205:座標/LED座標位置

250:色度圖

251:座標

253:座標

255:座標

257:三角形

270:色度圖

271:座標

273:座標

275:座標

277:三角形

300:顏色調整裝置

301:通量控制裝置

303:CCT控制裝置

305:單通道驅動器電路

310:消費者設施

320:組合LED驅動電路/LED陣列

400:無線顏色調整裝置

410:LED驅動器

411:LED +信號線

413:LED -信號線

415:0V至10V+信號線

417:0V至10V-信號線

420:光引擎殼體

421:控制單元

423:無線模組

430:LED陣列

440:調光器仿真器

450:無線控制裝置

501:電流源

503:第一電容器(C₁)

505:選用過流保護裝置

507:二極體(D₁)

509:可調電壓參考(U₁)

511:第五電容器(C₅)

513:第三電容器(C₃)

515:第五電阻器(R₅)

517:第四電阻器(R₄)

519:第二電容器(C₂)

521:第二電阻器(R₂)

523:第一電阻器(R₁)

525:第三電阻器(R₃)

527:第四電容器(C₄)

529:電晶體(M₁)

531:信號線

I₁:電流

圖1展示包含一黑體線(BBL)之一國際照明委員會(CIE)色圖之一部分；圖2A展示在圖上具有典型紅色(R)、綠色(G)及藍色(B)LED之顏色之近似色度座標且包含一BBL之一色度圖；圖2B展示根據所揭示標的物之各項實施例之具有靠近BBL之降飽和(desaturated)R、G及B LED之近似色度座標之圖2A之色度圖之一修訂版本，降飽和R、G及B LED具有大約90+之一演色指數(CRI)且在一定義色溫範圍內；圖2C展示根據所揭示標的物之各項實施例之具有靠近BBL之降飽和R、G及B LED之近似色度座標之圖2A之色度圖之一修訂版本，降飽和R、G及B LED具有大約80+之一演色指數(CRI)且在比圖2B之降飽和R、G及B LED寬之一定義色溫範圍內；圖3展示需要一硬接線式通量控制裝置及一單獨硬接線式CCT控制裝置之先前技術之一顏色調整裝置；圖4展示根據所揭示標的物之各項實施例之一無線顏色調整裝置、一控制器單元、一調光器仿真器、一無線模組及包括例如圖2B及圖2C之降飽和LED之一LED陣列的一高階示意圖之一實例；及圖5展示根據所揭示標的物之各種例示性實施例之一調光器仿真器之一例示性實施例。

優先權主張

本專利申請案主張2019年7月16日申請之標題為「WIRELESS COLOR TUNING SYSTEM FOR SINGLE-CHANNEL CONSTANT CURRENT DRIVER」之美國專利申請案序號16/513,493、2019年5月28日申請之標題為「WIRELESS COLOR TUNING SYSTEM FOR SINGLE-CHANNEL CONSTANT CURRENT DRIVER」之美國臨時申請案序號62/853,515及2019年10月15日申請之標題為「WIRELESS COLOR TUNING SYSTEM FOR SINGLE-CHANNEL CONSTANT CURRENT DRIVER」之歐洲申請案序號19203165.6之優先權利，該等案之揭示內容之全文以引用的方式併入本文中。

現將參考如在隨附圖式之各個圖中繪示之幾個一般及特定實施例詳細描述所揭示之標的物。在下文描述中，闡述許多特定細節以提供對所揭示標的物之一透徹理解。然而，熟習此項技術者將明白，可在沒有一些或全部此等特定細節之情況下實踐所揭示標的物。在其他例項中，并未詳細描述熟知之程序步驟或結構，以免使所揭示標的物不清楚。

將在下文中參考隨附圖式更完整地描述不同光照明系統及/或發光二極體實施方案之實例。此等實例並不互斥，且在一個實例中發現之特徵可與在一或多個其他實例中發現之特徵組合以達成額外實施方案。因此，將理解，隨附圖式中所展示之實例僅出於闡釋性目的而提供，且其等並不意欲以任何方式限制本發明。在各處，相同符號大體指代相同元件。

此外，將理解，儘管術語第一、第二、第三等可在本文中用於描述各種元件。然而，此等元件不應受此等術語限制。此等術語可用於將元件彼此區分。例如，在不背離所揭示標的物之範疇之情況下，一第一元件可被稱為一第二元件，且一第二元件可被稱為一第一元件。如本文中所使用，術語「及/或」可包含相關聯所列品項之一或多者之任何及所有組合。

亦將理解，當一元件被稱為「連接」或「耦合」至另一元件時，其可直接連接或耦合另一元件及/或經由一或多個中介元件連接或耦合至另一元件。相比之下，當一元件被稱為「直接連接」或「直接耦合」至另一元件時，該元件與另一元件之間不存在中介元件。將理解，此等術語旨在除圖中所描繪之任何定向之外亦涵蓋元件之不同定向。

本文中可使用相對術語(諸如「下方」、「上方」、「上」、「下」、「水平」或「垂直」)來描述如圖中所繪示之一個元件、區或區域與另一元件、區或區域之一關係。一般技術者將理解，此等術語旨在除圖中所描繪之一定向之外亦涵蓋裝置之不同定向。此外，LED、LED陣列、電組件及/或電子組件是容置於一個、兩個或更多個電子板上還是在一或多個實體位置中亦可取決於設計約束及/或一特定應用。

基於半導體之發光裝置或光功率發射裝置(諸如發射紫外線(UV)或紅外線(IR)光功率之裝置)係當前可用之最有效率之光源之一。此等裝置可包含發光二極體、諧振腔發光二極體、垂直腔雷射二極體、邊緣發射雷射或類似者(在本文中簡稱為LED)。歸因於LED之緊湊尺寸及低功率需求，LED可為許多不同應用之有吸引力的候選者。例如，其等可用作手持式電池供電裝置(諸如相機及蜂巢式電話)之光源(例如，閃光燈及相機閃光燈)。LED亦可用於例如汽車照明、抬頭顯示器(HUD)照明、園藝照明、街道照明、一視訊用手電筒、一般照明(例如，家庭、商店、辦公室及工作室照明、劇院/舞臺照明及建築照明)、擴增實境(AR)照明、虛擬實境(VR)照明、作為顯示器之背光及IR光譜。一單一LED可提供不如一白熾光源亮之光，且因此，多接面LED裝置或陣列(諸如單塊LED陣列、微型LED陣列等)可用於其中期望或需要增強的亮度之應用。

在其中基於LED之燈(或相關照明裝置)用於照明物件以及用於一般照明之各種環境中，可期望除基於LED之燈(或一單一燈)之一相對亮度(例如，光通量)之外亦控制燈之色溫態樣。此等環境可包含例如零售位置以及酒店位置(諸如餐廳及類似者)。除CCT之外，另一燈度量係燈之演色指數(CRI)。CRI係由國際照明委員會(CIE)定義且提供任何光源(包含LED)相較於一理想或自然光源準確地再現各種物件中之顏色之一能力的一定量量測。最高可能CRI值係100。另一定量燈度量係D _uv。D _uv係例如CIE 1960中所定義之用於表示一色點距BBL之距離之一度量。其在色點高於BBL時為一正值，且在色點低於BBL時為一負值。高於BBL之色點呈現偏綠色(greenish)且低於BBL之色點呈現偏粉紅色(pinkish)。所揭示之標的物提供一種用於控制燈之一色溫(CCT及D_uv)以及一亮度位準兩者之設備。如本文中所描述，在顏色調整應用中，色溫與CCT及D _uv兩者相關。

因此，所揭示之標的物係關於一種用於驅動各種顏色之 LED(包含例如原色(紅色-綠色-藍色或RGB)LED或降飽和(柔和)RGB彩色LED)以使各種色溫之光具有一高演色指數(CRI)及高效率，明確言之使用磷光體轉換彩色LED解決顏色混合之無線顏色調整(涵蓋CCT及D _uv之一者或兩者)方案。在閱讀且理解所揭示之標的物之後，一般技術者將認識到，一類似方案亦可用於LED之光通量(例如，「亮度位準」)之無線控制。

如相關技術中已知，直接彩色LED之正向電壓隨著主波長之增大而減小。可用例如多通道DC轉DC轉換器驅動此等LED。已產生提供相關色溫(CCT)調整應用之新可能性之先進磷光體轉換彩色LED(針對高功效及CRI)。一些先進彩色LED具有降飽和色點且可混合以達成在一廣CCT範圍內具有90+ CRI之白色。具有80+ CRI實施方案或甚至70+ CRI實施方案(或甚至更低CRI值)之其他LED亦可搭配所揭示之標的物使用。此等可能性使用實現且增加或最大化此可能之LED電路。同時，本文中所描述之控制電路與單通道定電流驅動器相容以促進市場接受。

如一般技術者已知，由於一LED之光輸出與用於驅動LED之一電流量成比例，故可例如藉由降低傳送至LED之正向電流而達成對一LED進行調光。除改變用於驅動若干個別LED之各者之一電流量之外或代替改變該電流量，一控制單元(下文參考圖4詳細描述)或其他類型之多工器、切換設備或此項技術中已知之類似設備可在「接通」與「關斷」狀態之間快速切換選定LED以達成選定燈之調光及色溫之一適當位準。

一般而言，使用一類比驅動器方法或一脈衝寬度調變(PWM)驅動器方法來形成LED驅動電路。在一類比驅動器方法中，同時驅動所有顏色。藉由為各LED提供一不同電流而獨立地驅動各LED。類比驅動器導致一顏色偏移，且當前無法改變當前之三種方式。類比驅動通常導致將特定顏色之LED驅動為低電流模式，且其他時間將其驅動為非常高電流模式。此一廣動態範圍對感測及控制硬體施加挑戰。

在一PWM驅動器中，以高速循序地導通各顏色。用實質上相同之電流驅動各顏色。藉由改變各顏色之工作循環而控制混合顏色。即，可驅動一個顏色兩次，只要將另一顏色添加至混合顏色中即可。由於人類視覺無法感知非常快速改變之顏色，故光看似具有一個單一顏色。

例如，用一電流週期性地驅動一第一LED(具有一第一顏色)達一預定時間量，接著用相同電流週期性地驅動一第二LED(具有一第二顏色)達一預定時間量，且接著用該電流週期性地驅動一第三LED(具有一第三顏色)達一預定時間量。三個預定時間量之各者可為相同時間量或不同時間量。因此，藉由改變各顏色之工作循環而控制混合顏色。例如，若您具有一RGB LED且期望一特定輸出，則基於人眼之感知，可在循環之一部分內驅動紅色，在循環之一不同部分內驅動綠色，且在循環之又一部分內驅動藍色。代替以一較低電流驅動紅色LED，以實質上相同之電流驅動該LED達一更短時間。此實例示範PWM之缺點，其中欠佳地利用LED，因此導致一低效率地功率使用。在一些實施例中，自一電壓控制電流源供應電流。

所揭示之標的物優於先前技術之另一優點在於降飽和RGB方法可產生在BBL上及BBL外以及在BBL上(例如，一等溫CCT線(如下文描述))之可調整光，同時維持一高CRI。相比之下，各種其他先前技術系統利用一CCT方法，其中可調整色點落在LED之兩個原色(例如R-G、R-B或G-B)之間的一直線上。

圖1展示形成用於理解本文中所揭示之標的物之各項實施例之一基礎之包含一黑體線(BBL)101(亦稱為一普朗克軌跡)之一國際照明委員會(CIE)色圖100之一部分。BBL 101展示變化溫度之黑體輻射體之色度座標。一般認為，在大多數照明情形中，光源應具有位於BBL 101上或接近BBL 101之色度座標。使用此項技術中已知之各種數學程序來判定「最接近」之黑體輻射體。如上文提及，此常見燈規格參數稱為相關色溫(CCT)。進一步描述色度之一有用且補充方式藉由D _uv值提供，D _uv值係一燈之色度座標位於BBL 101上方(一正D _uv值)或在BBL 101下方(一負D _uv值)之程度之一指示。

展示色圖之部分以包含若干等溫線117。即使此等線之各者未在BBL 101上，但等溫線117上之任何色點具有一恆定CCT。例如，一第一等溫線117A具有10,000K之一CCT，一第二等溫線117B具有5,000K之一CCT，一第三等溫線117C具有3,000K之一CCT，且一第四等溫線117D具有2,200K之一CCT。

繼續參考圖1，CIE色圖100亦展示表示一麥克亞當(Macadam)橢圓(MAE)103之若干橢圓，MAE 103以BBL 101為中心且自BBL 101延伸一個步階105、三個步階107、五個步階109或七個步階111之距離。MAE係基於心理計量研究且界定含有對於一典型觀察者而言無法與橢圓中心處之一顏色區分之所有顏色之CIE色度圖上之一區。因此，對於一典型觀察者而言，MAE步階105至111(一個步階至七個步階)之各者被看作與MAE 103之一各自者之中心處之一顏色實質上相同之顏色。一系列曲線115A、115B、115C及115D表示距BBL 101實質上相等之距離且分別與例如+0.006、+0.003、0、-0.003及-0.006之D _uv值相關。

現參考圖2A，且繼續參考圖1，圖2A展示一色度圖200，其具有在座標205處之一紅色(R)LED、座標201處之一綠色(G)LED及座標203處之一藍色(B)LED之典型座標值(如在色度圖200之x-y標度上注明)之顏色的近似色度座標。圖2A展示根據一些實施例之用於定義一可見光源之波長光譜之色度圖200之一實例。圖2A之色度圖200進為定義一可見光源之一波長光譜之一個方式；其他適合定義在此項技術中已知且亦可搭配本文中所描述之所揭示標的物之各項實施例使用。

指定色度圖200之一部分之一便捷方式係透過x-y平面中之一方程式集合，其中各方程式具有定義色度圖200上之一線之解之一軌跡。線可相交以指定一特定區域，如下文參考圖2B更詳細描述。作為一替代定義，白光源可發射對應於來自在一給定色溫下操作之一黑體源之光之光。

色度圖200亦展示如上文關於圖1描述之BBL 101。三個LED座標位置201、203、205之各者係各自顏色綠色、藍色及紅色之「完全飽和」LED之CCT座標。然而，若藉由組合特定比例之R、G及B LED而產生一「白光」，則此一組合之CRI將極低。通常，在上文描述之環境(諸如零售或酒店環境)中，可期望約90或更高之一CRI。

圖2B展示根據所揭示標的物之各項實施例之具有靠近BBL之降飽和R、G及B LED之近似色度座標之圖2A之色度圖200之一修訂版本，降飽和R、G及B LED具有大約90+之一演色指數(CRI)且在一定義色溫範圍內。

然而，圖2B之色度圖250展示靠近BBL 101之降飽和(柔和)R、G及B LED之近似色度座標。展示在座標255處之一降飽和紅色 (R)LED、在座標253處之一降飽和綠色(G)LED及在座標251處之一降飽和藍色(B)LED之座標值(如在色度圖250之x-y標度上注明)。在各項實施例中，降飽和R、G及B LED之一色溫範圍可在自約1800K至約2500K之一範圍內。在其他實施例中，降飽和R、G及B LED可在例如約2700K至約6500K之一色溫範圍內。在其他實施例中，降飽和R、G及B LED可在約1800K至約7500K之一色溫範圍內。在其他實施例中，降飽和R、G及B LED可被選定為在一廣色溫範圍內。如上文提及，一光源之演色指數(CRI)不指示光源之外觀顏色；藉由相關色溫(CCT)給出該資訊。因此，CRI係一光源相較於一理想或自然光源如實地顯現各種物件之顏色之能力之一定量量測。

在一特定例示性實施例中，亦展示形成於降飽和R、G及B LED之座標值之各者之間的一三角形257。形成具有靠近BBL 101之座標值之降飽和R、G及B LED(例如，藉由磷光體之一混合物及/或如此項技術中已知之形成LED之材料之一混合物)。因此，各自降飽和R、G及B LED且如藉由三角形257概括之座標位置具有大約90或更大之一CRI及例如約2700K至約6500K之一近似可調整色溫範圍。因此，可在本文中所描述之顏色調整應用中選擇一相關色溫(CCT)之選擇，使得所選擇之所有CCT組合皆導致具有90或更大之一CRI之燈。降飽和R、G及B LED之各者可包括一單一LED或一LED陣列(或群組)，其中陣列或群組內之各LED具有與陣列或群組內之其他LED相同或類似之一降飽和顏色。一或多個降飽和R、G及B LED之一組合包括一燈。

圖2C展示根據所揭示標的物之各項實施例之具有靠近BBL之降飽和R、G及B LED之近似色度座標之圖2A之色度圖200之一修訂版本，降飽和R、G及B LED具有大約80+之一演色指數(CRI)且在比圖2B之降飽和R、G及B LED更廣之一定義色溫範圍內。

然而，圖2C之色度圖270展示配置成比圖2B之降飽和R、G及B LED更遠離BBL 101之降飽和R、G及B LED之近似色度座標。展示在座標275處之一降飽和紅色(R)LED、在座標273處之一降飽和綠色(G)LED及在座標271處之一降飽和藍色(B)LED之座標值(如在色度圖270之x-y標度上注明)。在各項實施例中，降飽和R、G及B LED之一色溫範圍可在自約1800K至約2500K之一範圍內。在其他實施例中，降飽和R、G及B LED可在約2700K至約6500K之一色溫範圍內。在其他實施例中，降飽和R、G及B LED可在約1800K至約7500K之一色溫範圍內。

在一特定例示性實施例中，亦展示形成於降飽和R、G及B LED之座標值之各者之間的一三角形277。形成具有靠近BBL 101之座標值之降飽和R、G及B LED(例如，藉由磷光體之一混合物及/或如此項技術中已知之形成LED之材料之一混合物)。因此，各自降飽和R、G及B LED且如由三角形277概括之座標位置具有大約80或更大之一CRI及例如約1800K至約7500K之一近似可調整色溫範圍。由於色溫範圍大於圖2B中所展示之範圍，故CRI相應地降低至約80或更大。然而，一般技術者將認識到，可產生具有在色度圖內之任何處之個別色溫之降飽和R、G及B LED。因此，可在本文中所描述之顏色調整應用中選擇一相關色溫(CCT)之選擇，使得所選擇之所有CCT組合皆導致具有80或更大之一CRI之燈。降飽和R、G及B LED之各者可包括一單一LED或一LED陣列(或群組)，其中陣列或群組內之各LED具有與陣列或群組內之其他LED相同或類似之一降飽和顏色。一或多個降飽和R、G及B LED之一組合包括一燈。

圖3展示需要一硬接線式通量控制裝置301及一單獨硬接線式CCT控制裝置303之先前技術之一顏色調整裝置300。通量控制裝置301耦合至一單通道驅動器電路305且CCT控制裝置耦合至一組合LED驅動電路/LED陣列320。組合LED驅動電路/LED陣列320可為一電流驅動器電路、一PWM驅動器電路或一混合電流驅動器/PWM驅動器電路。通量控制裝置301、CCT控制裝置303及單通道驅動器電路305之各者定位於一消費者設施310中，且所有裝置一般必須以管控高電壓電路之適用國家及地方法規安裝。組合LED驅動電路/LED陣列320一般定位於消費者設施310遠端(例如，幾米至幾十米或更遠)。因此，最初購買價格及安裝價格兩者可為重要的。

因此，在以一單通道定電流驅動器為動力來運轉之一習知顏色可調整系統中，通常需要兩個控制輸入，一個控制輸入用於通量控制(例如，光通量或調光)且另一控制輸入用於顏色調整。控制輸入可藉由例如機電裝置(諸如線性或旋轉滑塊、DIP開關或一標準0V至10V調光器)實現。雖然用於通量控制之調光器可已存在於現有安裝中，但歸因於電氣配線要求(包含各種類型之程式碼順應性問題)，在一改裝情景中容納用於CCT控制之一第二調光器可為困難的且昂貴的。所揭示之標的物藉由自一安裝消除所有調光器而克服此等限制及費用。如一般技術者在閱讀且理解下文描述之所揭示標的物之後將可立即認識到，所有實體控制裝置(例如，調光器)被消除。

圖4展示一無線顏色調整裝置400之一高階示意圖之一實例，其包含一控制單元421、一調光器仿真器440、一無線控制裝置450、一無線模組423及一LED陣列430。LED陣列430可包括例如根據所揭示標的物之各項實施例之圖2B及圖2C之降飽和LED。

下文參考圖5詳細描述調光器仿真器440。然而，在各項實施例中，調光器仿真器440可連續地執行許多操作。此等操作可包含例如接收及處理CCT、D_uv及光通量之至少一者之信號。在其中調光器仿真器440實質上同時執行多個操作之一些實施例中，調光器仿真器440可具現化多次以控制LED陣列430之各種操作。若無線顏色調整裝置400僅經組態以控制光通量，則一般技術者可將無線顏色調整裝置400視為一無線LED控制裝置。

在一些實施例中，控制單元421、調光器仿真器440、無線模組423及LED陣列430可包含於一光引擎殼體420內。在一些實施例中，控制單元421、調光器仿真器440、無線模組423及/或LED陣列430之一或多者可實體定位於光引擎殼體420內，且控制單元421、調光器仿真器440、無線模組423及/或LED陣列430之其他者可彼此靠近地(例如，在幾米內)或更遠離彼此地(例如，幾十米)定位於光引擎殼體420外部。如一般技術者可立即認識到，硬接線之所有實體控制裝置(例如，調光器)被消除。

無線顏色調整裝置400包含一單通道驅動器電路(例如，LED驅動器410)。在一些實施例中，LED驅動器410可定位於一消費者安裝區域內。在一些實施例中，LED驅動器410可定位於一消費者安裝區域遠端(但一般仍在一消費者設施內)。在一些實施例中，LED驅動器410可定位於光引擎殼體420內(例如，用於容置各種類型之電組件或電子組件之一接線盒或其他類型之電子器件殼體)。

如一般技術者已知，由於一LED之光輸出與用於驅動LED 之一電流量成比例，故可例如藉由降低傳送至LED之正向電流而達成對一LED進行調光。LED驅動器410將一預定電流量發送至LED陣列430之一個、兩個或全部三個顏色以改變LED陣列430之一總體CCT及/或D_uv位準。

然而，除改變用於驅動LED陣列430中之LED之個別者之各者之一電流量之外或代替改變該電流量，一控制單元(下文參考圖5描述)可在「接通」與「關斷」狀態之間快速切換LED之選定者或LED陣列430中之選定顏色群組，以根據如由一終端使用者在例如一通量控制裝置上設定一所要亮度位準時指示之期望強度達成選定燈之一適當調光位準。

LED驅動器410透過一LED +信號線411及一LED --信號線413耦合且透過控制單元421提供電力至LED陣列430。控制單元421可為例如一微控制器、一微處理器或此項技術中已知之其他處理單元。在一些實施例中，控制單元421可為例如一專用處理器，諸如一場可程式化閘陣列(FPGA)或一特定應用積體電路(ASIC)。控制單元421經組態以控制LED陣列430，LED陣列430耦合至控制單元421。例如，控制單元421自無線模組423接收基於無線之信號以控制LED陣列430之各種操作及照明模式。如上文所論述，控制操作可包含例如一經接收信號以調整光通量、CCT及/或距BBL之D_uv距離(例如，沿著經接收CCT之一等溫線，參見圖1)。LED陣列430可為包含上文關於圖2B及圖2C描述之降飽和類型之LED之任何類型之多色LED陣列。

藉由控制單元421內之一演算法解譯或轉譯自無線模組423接收之信號。解譯或轉譯提供經接收無線信號如何影響LED陣列430之操作之一判定。例如，控制單元421可使一特定信號振幅及信號類型(例如，經接收信號之一系列及週期性)與LED陣列430之一特定操作相關。特定類型之操作可包含CCT、D_uv及/或光通量之至少一者。

在一些實施例中，經接收無線信號如何影響LED陣列430之操作之判定係藉由比較至儲存於例如控制單元421內之一查找表(LUT)之經接收信號與LED陣列430內之LED之個別顏色之一或多個群組之一特定CCT、D_uv及/或光通量設定而進行。在各項實施例中，控制單元421之一轉譯機構包含演算法實施例及LUT實施例兩者，其等可同時用於轉譯經接收信號之各個分量。

此外，儘管未明確展示，但控制單元421可控制LED陣列430內之個別LED或一單一LED顏色之群組之切換操作。例如，控制單元可基於自無線模組423接收之信號提供一PWM信號，以藉由切換LED陣列430內之LED之選定顏色或顏色群組而將使用者選擇之CCT、D_uv及/或光通量提供至LED陣列430。

在各項實施例中，LED驅動器410(參見圖4)及控制單元421之至少一者可包括或包含用於CCT及D_uv調整以及光通量控制之一混合LED驅動電路。混合驅動電路可包含產生一穩定LED驅動器電流之一LED驅動器。在一特定例示性實施例中，控制單元421基於例如所要CCT及D_uv調整將電流傳遞至LED陣列430內之LED之適當者或LED之顏色群組。接著，控制單元421內之混合驅動電路可由至LED陣列430之至少兩個顏色之PWM時間分割引導電流覆蓋。

在各項實施例中，控制單元421可經組態以具有一特殊校準模式。校準模式可以LUT中之演算法(但使用者可需要存取底層軟體或韌體以改變值)或值運作。例如，控制單元421可在其以一特殊序列(例如，長及短通電/斷電循環之一組合)功率循環時進入校準模式。在處於此校正模式時，要求使用者(例如，工廠處之一校準技術員或一高級終端使用者)將三個控制裝置之輸出信號之關聯值改變為其等各自之控制值(CCT、D_uv及/或通量)。接著，控制單元421將此兩個演算法或值儲存於例如一內部記憶體中之軟體或韌體(例如，一EEPROM)、或硬體(例如，場可程式化閘陣列(FPGA))中。內部記憶體可採取若干形式，包含例如電可擦除可程式化唯讀記憶體(EEPROM)、相變記憶體(PCM)、快閃記憶體或此項技術中已知之各種其他類型之非揮發性記憶體裝置。

繼續參考圖4，無線模組423將無線接收之信號提供至控制單元421。無線模組423可為任何類型之開源標準或專屬標準。在各項實施例中，無線模組423經組態以經由預定義協定(下文描述其等之一些)將信號提供至控制單元421。在一些實施例中，可期望無線模組423在由LED電流供電時具有一低功耗。假使無線模組423在高峰值電流突發中操作，則一大型去耦電容器(下文參考圖5描述)可用於降低供應至LED之電力(例如，電壓及/或電流)之電壓/電流(功率)下降，藉此消除或降低來自LED陣列430之光閃爍。

無線模組423可經組態以接收信號且經由例如一串列介面以此項技術中已知之預定義協定與控制單元421通信。在一特定例示性實施例中，無線模組423使用一通用異步收發器(UART)通信協定。在其他實施例中，無線模組423可使用一內部積體電路(I-squared-C或I²C)協定、一串列周邊介面(SPI)或此項技術中已知之其他類型之通信協定。無線信號可自在一遠端位置處之無線控制裝置450經由Wi-Fi^®、Bluetooth^®、Zigbee^®、Z-Wave^®、第五代蜂巢式網路技術(5G)或此項技術中已知之其他通信技術信號傳送至無線顏色調整裝置400。

此外，儘管無線控制裝置450被展示為包含增加或減小CCT、D_uv及光通量之各者之按鈕，但一實際無線裝置中可僅包含該組按鈕之一者或兩者。例如，在一些實施例中，無線控制裝置450可僅包含用於增加或減小CCT之一單組按鈕。在其他實施例中，無線控制裝置450可僅包含用於增加或減小CCT及光通量兩者之兩組按鈕。在其他實施例中，無線控制裝置450可僅包含一單組「增加及減小」按鈕，其等具有一選擇器開關以判定例如CCT、D_uv及光通量之哪一者與該組增加及減小按鈕相關。此項技術中已知針對一給定通信協定程式化來源於無線控制裝置450之此等信號。

無線控制裝置450可包括一電氣控制裝置、一機械控制裝置或一軟體控制裝置，其等之各者經組態以將一信號(例如，指示CCT、D_uv及/或光通量(LED陣列430之一強度位準)之終端使用者偏好)傳輸至圖4之無線模組423。無線控制裝置450可基於類比或數位信號。若無線控制裝置係基於一類比輸出，則光引擎殼體420內之組件之一者(諸如(舉例而言)無線模組423或控制單元421)可包含一類比轉數位轉換器(ADC)。

調光器仿真器440自控制單元421接收指令以在一0V至10V+信號線415及一0V至10V-信號線417上將信號提供至LED驅動器410之一輸入端。下文參考圖5詳細描述調光器仿真器。

在各項實施例中，調光器仿真器440未由藉由LED驅動器410供應至LED陣列430之電流供電。在此等實施例中，調光器仿真器440之電力可藉由LED驅動器410之0V至10V介面供應。大多數市售LED 0V至10V介面提供約150μA與約200μA之間的一單位電流。在其他實施例中，一單獨電源可安裝於調光器仿真器440附近(例如，在光引擎殼體420內)。

通常，在先前技術下，當使用一實體0V至10V調光器時，實體調光器經組態以同時控制一個或許多LED驅動器。當多個LED驅動器連接至同一調光器時，調光器必須能夠汲取所有電流之總和且仍維持一相對穩定之輸出電壓。另一方面，調光器亦必須能夠自僅一個LED驅動器可靠地操作。在電氣方面，調光器應表現為一可變定電壓調節器而與其之輸入電流無關。輸出電壓大體上僅藉由其控制輸入(例如，通常為一滑塊之位置)判定。

圖5展示根據所揭示標的物之各項例示性實施例之圖4之調光器仿真器440之一例示性實施例。在此例示性實施例中，調光器仿真器440被展示為包含一電流源501、一第一電容器503(C₁)、一選用過流保護裝置505(F₁)、一個二極體507(D₁)、一可調電壓參考509(U₁)及下文詳細描述之其他組件。其他組件形成一暫態回應及頻率穩定電路，以及具有一可變分壓比之一電阻式分壓器。

電流源501及第一電容器503(C₁)之一組合表示圖4之LED驅動器410之0V至10V介面輸出。在一特定例示性實施例中，第一電容器503包括一1μF電容器。電流源501及第一電容器503(C₁)之組合將約150μA之一電流(I₁)提供至包括調光器仿真器440之電路之其餘部分。

二極體507(D₁)保護調光器仿真器440電路免受中等程度之過電流及/或過電壓之影響。選用過流保護裝置505(F₁)可包括用於保護調光器仿真器440電路免受高程度之過電流影響之一可重設熔絲，諸如將LED驅動器410輸出端之一輸出錯誤地連接至調光器仿真器440電路。因此，選用過流保護裝置505被串聯插入於二極體507之上游(例如，在電流源501及第一電容器503(C₁)之組合與二極體507之間)。在一特定例示性實施例中，二極體507包括一11V齊納(Zener)二極體。選用過流保護裝置505可包括一正溫度係數(PTC)裝置。在各項實施例中，選用過流保護裝置505一般亦稱為任何類型之被動組件可重設熔絲裝置，諸如一多熔絲、聚熔絲(poly-fuse)或聚開關(poly-switch)裝置。

在各項實施例中，可調電壓參考509(U₁)(下文更詳細描述)包括一精密的可變分流穩壓器。在此實施例中，可調電壓參考509(U₁)包括一低電壓、三端可調電壓參考，其在一選定溫度範圍內具有一指定熱穩定性。在一特定例示性實施例中，可調電壓參考509(U₁)係一TLV431AFTA裝置(由Diodes Incorporated製造，4949 Hedgcoxe Road,Suite 200；Plano,Texas,75024,USA)。在此特定例示性實施例中，可調電壓參考509之輸出電壓可運用兩個外部電阻器(一第四電阻器517(R₄)及一第五電阻器515(R₅))設定為在1.24V之V_REF與18V之間的任何值。在一特定例示性實施例中，R₄及R₅之電阻值各自為約1kΩ。如下文更詳細論述，一輸出電壓V_out可被設定為低至參考電壓V_REF(例如，1.24V±1%)。

繼續參考圖5，一第一電阻器523(R₁)、一第二電阻器521(R₂)及一第三電阻器(R₃)結合一電晶體529(M₁)共同判定在0V至10V+節點處出現之一電壓(參見圖4)。電晶體529(M₁)之一操作藉由耦合至電晶體529之一閘極之一信號線531上之一信號控制。該信號可為例如一PWM信號。組件R₁、R₂、R₃及M₁之此共同組合判定電壓，而與輸入電流無關。在此實施例中，唯一控制信號係PWM信號之工作循環。在一特定例示性實施例中，信號線531耦合至一場效電晶體(例如，一MOSFET裝置)之閘極。第二電阻器521及第三電阻器525之各者耦合至電晶體529之相對側(例如，耦合至電晶體之汲極及源極)。因此，信號線531上之PWM信號藉由汲極及源極控制對電流之傳導。

電路能夠覆蓋一寬電壓範圍(在0%與100%之間)。在下文緊接著呈現PWM工作循環之兩個極端之分析以更好地繪示此共同組件組合之功能。

在一0% PWM工作循環(例如，信號線531上不存在電壓信號)，電晶體529(M₁)持續關斷。因此，第三電阻器525(R₃)為斷路。因此，第一電阻器523(R₁)及第二電阻器521(R₂)形成一電阻式分壓器。當可調電壓參考509(U₁)在操作中時，參考輸入電壓大約為例如1.24V。在此情況中，0V至10V+範圍內之一值如下判定：

使用上文給出之例示性值R₁=72kΩ及R₂=240kΩ，藉由方程式(1)判定之V_out之值大約為1.61V。由於包括R₁及R₂之電阻式分壓器係一衰減器，故0V至10V+之值無法低於參考電壓(例如，1.24V)。若期望一更低電壓，則可使用具有低於1.24V之一參考電壓之一類似電路。

繼續分析之另一極端，在一100% PWM工作循環(例如，信號線531上存在一最大電壓信號)，電晶體529(M₁)持續接通。因此，第三電阻器525(R₃)與第二電阻器521(R₂)並聯，且R₂及R₃之並聯組合與第一電阻器523(R₁)串聯。在此情況中，0V至10V信號之值藉由以下判定：

如熟習此項技術者可認識到，現存在兩個方程式及三個變數。然而，一第三方程式藉由在100% PWM工作循環之0V至10V+電壓及如由上述例示性描述給出之最小輸入電流150μA給出。因此，在此條件下之目標係具有10V(如上文提及，期望一寬電壓範圍)。可調電壓參考509(U₁)消耗一些電流，且因此並非全部150μA流動通過第一電阻器523(R₁)。在調節中，可以實驗獲得可調電壓參考509(U₁)之實際電流消耗。因此，第三方程式變為：

針對上文提供之例示性電阻值，I_R1之值大約等於134.4μA，因此，通過可調電壓參考509(U₁)之電流損失大約為15.6μA(在此實例中，150μA-134.4μA=15.6μA)。

在此兩個狀態(在0% PWM工作循環之1.24V與在100% PWM工作循環之10V)中間，電晶體529(M₁)之切換使第三電阻器525(R₃)之路徑中之有效電阻在R₃之值與一非常高之阻抗之間變化。R₃之電阻值之有效變化產生具有一可變比之一電阻式分壓器。在一特定例示性實施例中，R₁、R₂及R₃之電阻值分別為約72kΩ、約240kΩ及約10kΩ。

繼續參考圖5，一第二電容器519(C₂)用作一去耦電容器。第二電容器519(C₂)歸因於對信號線531施加PWM信號而移除因電晶體529(M₁)之切換引起之高頻漣波。圖5中所展示之所有其他組件(例如，一第三電容器513(C₃)、一第四電容器527(C₄)及一第五電容器511(C₅))係用於暫態回應及頻率穩定性。

在一特定例示性實施例中，C₂之一電容值約為4.7μF。C₃、C₄及C₅之值各自約為100nF。

在一些實施例中，上文描述之各種組件及模組之各者可包括基於軟體之模組(例如，儲存於或以其他方式體現在一機器可讀媒體中或一傳輸媒體中之程式碼)、硬體模組或其等之任何適合組合。一硬體模組係能夠執行特定操作且解譯自例如圖4之無線模組423接收之輸出信號之一有形(例如，非暫時性)實體組件(例如，一組一或多個微控制器或微處理器或其他基於硬體之裝置)。一或多個模組可以一特定實體方式組態或配置。在各項實施例中，一或多個微控制器或微處理器或其等之一或多個硬體模組可藉由軟體(例如，透過一應用程式或其之部分)組態為一硬體模組，該硬體模組操作以執行本文中針對該模組描述之操作。

在一些實例實施例中，可例如機械地或電子地實施或藉由其等之任何適合組合實施一硬體模組。例如，一硬體模組可包含經永久組態以執行特定操作之專用電路或邏輯。一硬體模組可為或包含一專用處理器，諸如一場可程式化閘陣列(FPGA)或一特定應用積體電路(ASIC)。一硬體模組亦可包含藉由軟體暫時組態以執行特定操作之可程式化邏輯或電路。作為一實例，一硬體模組可包含一中央處理單元(CPU)或其他可程式化處理器內涵蓋之軟體。將瞭解，在專用及永久組態之電路中或暫時組態之電路(例如，藉由軟體組態)中機械地、電氣地實施一硬體模組之一決策可受成本及時間考量驅使。

在各項實施例中，所描述之許多組件可包括經組態以實施本文中所揭示之功能之一或多個模組。在一些實施例中，該等模組可構成軟體模組(例如，儲存於一機器可讀媒體或一傳輸媒體上或以其他方式體現在其中之程式碼)、硬體模組或其等之任何適合組合。一「硬體模組」係能夠執行特定操作且解譯特定信號之一有形(例如，非暫時性)實體組件(例如，一組一或多個微處理器或其他基於硬體之裝置)。一或多個模組可以一特定實體方式組態或配置。在各項實施例中，一或多個微處理器或其之一或多個硬體模組可藉由軟體(例如，一應用程式或其之部分)組態為一硬體模組，該硬體模組操作以執行本文中針對該模組描述之操作。

在一些實例實施例中，可例如機械地或電子地或藉由其等之任何適合組合實施一硬體模組。例如，一硬體模組可包含經永久組態以執行特定操作之專用電路或邏輯。如上文提及，一硬體模組可包括或包含一專用處理器，諸如一FPGA或一ASIC。一硬體模組亦可包含藉由軟體暫時組態以執行特定操作之可程式化邏輯或電路，諸如藉由控制單元421自無線模組423接收之各種信號之解譯(參見圖4)。

因此，在一項實施例中，一種對一發光二極體(LED)陣列進行顏色調整之方法包含在一無線模組處接收一無線信號，該無線信號包含含有一CCT值及LED陣列之一溫度距一BBL之一D_uv之信號之至少一個信號。方法亦包含在一控制單元處自無線模組接收一或多個信號及藉由控制單元基於來自無線控制裝置之無線信號轉譯一或多個信號。控制單元進一步耦合至LED陣列及一LED驅動器，且方法進一步包括控制單元自LED驅動器接收用於LED陣列之電力，且以基於經轉譯信號之一方式將電力提供至LED陣列。一調光器仿真器耦合至控制單元。方法進一步包括調光器仿真器將一或多個控制信號提供至LED驅動器，該一或多個信號由控制單元控制且取決於經轉譯信號。

方法可進一步包括在調光器仿真器中調整耦合至一電流源及一電晶體之一可調電壓參考，以更改一電阻式分壓器之一可變分壓比，電阻式分壓器包含串聯耦合至一第二電阻器之一第一端及一第三電阻器之一第一端之一第一電阻器，第二電阻器及第三電阻器之各者在其等各自之第二端上耦合至電晶體之相對側。

方法可進一步包括藉由將一PWM信號施加至耦合至電晶體之一閘極之一信號線而控制電晶體之操作。

方法可進一步包括控制單元使自無線模組接收之信號之一值與包含CCT值及D_uv值之值之至少一個值的一對應值關聯，及/或使用一LUT使自無線模組接收之信號之一值與包含CCT值及D_uv值之值之至少一個值的一對應值關聯。

方法可進一步包括控制單元將一PWM時間分割信號供應至LED陣列內之LED之三色群組之至少兩者，LED之三色群組之至少兩者至少部分基於CCT之一所要值之一值及/或一所要D_uv。

方法進一步包括控制單元使用一演算法及一LUT使自無線模組接收之信號之一值與LED陣列之光通量位準之一對應值關聯。

在另一實施例中，一電腦可讀儲存媒體儲存指令以供一控制設備之一或多個處理器執行以對一發光二極體(LED)陣列進行顏色調整。指令在被執行時組態一或多個處理器以：在一無線模組處接收一無線信號，該無線信號包含含有一CCT值及LED陣列之一溫度距一BBL之一D_uv之信號之至少一個信號；在一控制單元處自無線模組接收一或多個信號；及藉由控制單元基於來自無線控制裝置之無線信號轉譯一或多個信號。控制單元進一步耦合至LED陣列及一LED驅動器，且指令在被執行時進一步組態控制單元以：自LED驅動器接收用於LED陣列之電力，且以基於經轉譯信號之一方式將電力提供至LED陣列。一調光器仿真器耦合至控制單元。指令在被執行時進一步組態調光器仿真器以將一或多個控制信號提供至LED驅動器，該一或多個信號由控制單元控制且取決於經轉譯信號。

指令在被執行時在調光器仿真器中進一步組態調整耦合至一電流源及一電晶體之一可調電壓參考，以更改一電阻式分壓器之一可變分壓比，電阻式分壓器包含串聯耦合至一第二電阻器之一第一端及一第三電阻器之一第一端之一第一電阻器，第二電阻器及第三電阻器之各者在其等各自之第二端上耦合至電晶體之相對側。

指令在被執行時進一步組態一或多個處理器以藉由將一PWM信號施加至耦合至電晶體之一閘極之一信號線而控制電晶體之操作。

指令在被執行時進一步組態控制單元以：使自無線模組接收之信號之一值與包含CCT值及D_uv值之值之至少一個值的一對應值關聯，及/或使用一LUT使自無線模組接收之信號之一值與包含CCT值及D_uv值之值之至少一個值的一對應值關聯。

指令在被執行時進一步組態控制單元以將一PWM時間分割信號供應至LED陣列內之LED之三色群組之至少兩者，LED之三色群組之至少兩者至少部分基於CCT之一所要值之一值及/或一所要D_uv。

指令在被執行時進一步組態控制單元以使用一演算法及一LUT使自無線模組接收之信號之一值與LED陣列之光通量位準之一對應值關聯。

上文描述包含體現所揭示標的物之闡釋性實例、裝置、系統及方法。在描述中，出於說明之目的，闡述許多具體細節以提供所揭示標的物之各項實施例之一理解。然而，對於一般技術者而言將顯而易見，可在沒有此等具體細節之情況下實踐標的物之各項實施例。此外，未詳細展示熟知之結構、材料及技術以免使各種所繪示實施例不清楚。

如文中所使用，術語「或」可理解為一包含或排他意義。此外，一般技術者在閱讀及理解所提供之揭示內容之後將理解其他實施例。此外，在閱讀且理解本文中所提供之揭示內容之後，一般技術者將容易理解，本文中所提供之技術及實例之各種組合全部可以各種組合應用。

儘管單獨論述各項實施例，但此等單獨實施例並不意欲被視為獨立技術或設計。如上文所指示，各個部分之各者可相互關聯且各自可單獨使用或與其他類型電控制裝置(諸如調光器及相關裝置)組合使用。因此，儘管已描述方法、操作及程序之各項實施例，但可單獨或以各種組合使用此等方法、操作及程序。

因此，如一般技術者在閱讀及理解本文中所提供之揭示內容之後將明白，可作出許多修改及變動。熟習此項技術者自前述描述將明白除本文中所枚舉之方法及裝置外之在本發明之範疇內之在功能上等效之方法及裝置。一些實施例之部分及特徵可包含於其他實施例之部分及特徵中或被其他實施例之部分及特徵取代。此等修改及變動旨在落於隨附發明申請專利範圍之一範疇內。因此，本發明僅受限於隨附發明申請專利範圍之條目及此發明申請專利範圍所授權之等效物之全範疇。亦應理解，本文中所使用之術語僅出於描述特定實施例之目的且不意欲為限制性的。

提供本發明之摘要以容許讀者快速確定本技術揭露之本質。在提交摘要時應瞭解，摘要將不會用於解釋或限制發明申請專利範圍。另外，在前述[實施方式]中，可見出於簡化本發明之目的而在一單一實施例中將各種特徵群組在一起。本發明之此方法不應被解釋為限制發明申請專利範圍。因此，特此將下文發明申請專利範圍併入至[實施方式]中，其中各請求項獨自作為一單獨實施例。