[發明專利]具有由分段的光傳感器上的圖像映射產生的光學反饋的LED光源

無效

• 申請號: 200580039602.7
• 申請日: 2005-11-15
• 公開（公告）號: CN101438093A
• 公開（公告）日: 2009-05-20
• 發明（設計）人: E·J·梅杰;R·德科;E·蒂默林;C·G·A·霍倫;J·P·M·安森斯
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: F21S2/00
• 分類號: F21S2/00;F21V23/00;H05B37/02;F21Y101/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 李亞非;陳景峻

技術領域

本發明涉及一種包含發射不同顏色光的LED(發光二極管)陣列的光源，以及用于控制該光源的光輸出的控制系統。

背景技術

由于若干種原因，人們對具有彩色LED陣列的光源，也稱作RGB?LED光源，諸如白色發光光源或色彩可調光源，感興趣。例如，它們成本低而效率高，并且其光輸出的色度可調節。

然而，在LED與LED之間，LED的光輸出不同，并且對于每個LED的使用壽命也不同。另外，LED的光輸出隨著溫度反向變化，并且對于不同的顏色該變化也不同。為了使這種光源實現穩定的光輸出已經嘗試了許多解決辦法。在這些解決辦法中，引入了不同類型的反饋控制。由此，檢測光輸出并將該檢測用于控制LED的增能。在US6,127,783中披露了一種現有技術的解決辦法，其中白色發光光源具有電調節的色彩平衡。該光源包括為紅、綠和藍色的每一種顏色的多個LED，并具有針對每種顏色的分離電源，以及設置為檢測所有LED的光輸出的光電二極管形式的光敏元件陣列。每種顏色的光輸出通過電子控制電路測量，該電子控制電路使在一個序列的時間脈沖內沒有被測量到的顏色的LED關斷。每種顏色的被測量的光輸出與所需要的輸出進行比較，該比較可以由用戶輸入確定，并對每種顏色的電流進行相應的校正。

由此提供的LED光的光反饋控制需要時間脈沖測量以測量每種獨立LED光顏色的光輸出，或者甚至是對每個LED進行測量。這是由于這樣的事實，即如果所有的LED都用于該混合，那么該光源的光輸出被反射到光敏元件陣列。時間脈沖耗費時間并且嚴重地限制了光源的最大輸出，特別是對于包含大量LED的光源。

發明內容

本發明的目的在于消除或減少現有技術的上述缺點，并提供一種光源，其中使不同的LED光顏色或各個LED的光輸出分開而不必通過時間脈沖方法的方式使它們在時間上分離。

該目的通過如權利要求1所限定的根據本發明的光源來實現。

由此，根據其一個方面，本發明涉及一種光源，其包括發射不同顏色光的LED陣列，以及用于控制該光源的光輸出的控制系統。該控制系統包含檢測該光源的光輸出的檢測單元和利用來自檢測單元的信息控制該陣列的各個LED的輸出的控制單元。該檢測單元包含光敏元件陣列，成像單元，以及處理單元。該成像單元設置在該光敏元件陣列的前面以便其將所述LED陣列的圖像映射到所述光敏元件陣列上。將該光敏元件陣列分為多個子區域，每個子區域檢測從單個所述LED輸出的光。該處理單元連接到所述光敏元件陣列用于產生與所述子區域相對應的信號。

由于將光敏元件陣列分隔為多個子區域并以使源自單個LED的光照射到一個子區域的方式在其上映射LED陣列的圖像，因此能夠在檢測該光輸出的同時使所有的LED發射并且還能夠分辨各種顏色的貢獻，甚至是各個LED的貢獻。每個子區域由一個或多個傳感器陣列元件構成。

根據本發明的光源的實施例，如權利要求2和3所分別限定的，所產生的信號可以是每一種顏色的總信號，或者是單個信號，其對于每個LED有一個信號。這些實施例在等價的應用中是有用的。

根據本發明的光源的實施例，如權利要求5所限定的，每個子區域由多個像素構成，即，單個LED在若干個像素上成像。這為該控制提供了健壯性。

根據本發明的光源的實施例，如權利要求6所限定的，將內反射，而不是直接照明或者外部反射器，用于進行成像。由于沒有額外的組件并且在光路上沒有遮擋物體是必需的，因此這是有利的。

根據本發明的光源的實施例，如權利要求7所限定的，使用在兩種不同折射率的介質之間的界面處的自然存在的部分反射。由此，不需要附加的反射器元件。

根據本發明的光源的實施例，如權利要求8所限定的，使光敏元件陣列遠離準直器，并因此遠離準直器內的LED。由此與設置在準直器內部相比，簡化了對LED陣列所產生的熱的熱絕緣。為了降低由于熱波動而對光敏元件陣列產生的影響，該絕緣是合乎需要的。

根據本發明的光源的實施例，如權利要求9所限定的，將光敏元件陣列與LED并排設置。這是有利的，因為在準直器外面沒有光學組件，并且通過將這些光學組件提供為一個組件，它們更易于對準。

根據本發明的光源的實施例，如權利要求10所限定的，將成像光學元件設置在光敏元件陣列頂部或靠近光敏元件陣列設置。由此可實現光敏元件陣列面積的減小。這進而又減小了沒有用于發光的有效面積。注意，盡管這樣，光敏元件面積的減小可能以較小的像素尺寸為條件，其反過來可能取決于光敏元件陣列的類型。