[發明專利]用于控制LED光源的色點的設備和方法

無效

• 申請號: 200980116495.1
• 申請日: 2009-05-04
• 公開（公告）號: CN102017798A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: B·阿克曼;D·亨特;C·馬丁尼;E·尼烏夫蘭德斯;G·紹爾拉恩德;M·文特
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: H05B33/08
• 分類號: H05B33/08
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 吳立明;陳宇萱

技術領域

本發明涉及一種用于控制LED光源的色點的設備和對應方法。

背景技術

發光二極管(LED)白光源有望對普通照明市場具有重大影響。基于加色混合(additive?color?mixing)的白色LED燈與基于熒光體轉換的白色LED燈相較而言具有獨特優點：潛在的更高效率、可調色溫以及有可能產生有色光。色點控制對于白光和有色光而言均為最令人感興趣的產品特征。對與制造擴展性/老化/溫度/電流相關的顏色變化的電子補償有可能實現實質性的成本優點并且可能甚至是僅有的商業可行解決方案。顏色穩定和可再現性對于大規模市場而言是很重要的因素：必須有可能操作相互接近的具有標稱相同的色點的燈而無明顯色差。另外必須有可能甚至在經年以后更換這些燈之一也無明顯色差。需要顏色控制以實現這些目標。

對于RGB?LED燈的顏色控制而言已知的最重要方法是基于使用通量感測器以及可能還有溫度感測器或者使用顏色感測器。至于使用通量感測器，需要用于接通不同LED組合的四個通量感測器讀數以確定紅色、綠色和藍色三個顏色的亮度。需要通量讀數之一以考慮到環境光的影響。顯然可以按照數目更大的通量讀數以類似方式確定數目更大的LED顏色的組合的亮度值。

對于幅度調制LED，根據US?6,127,783已知在測量序列中取得所需通量讀數集。在各測量序列內，觸發通量測量的采樣脈沖必須與LED電流脈沖同步。經常使用相等間距的采樣脈沖。從測量序列獲得的測量的通量值并入于LED燈的逐個循環的顏色控制中。

根據US?6,596,977還已知也在逐個循環的控制方案內對脈寬調制的LED應用類似的過程。然而，測量序列的時間長度不再能夠隨意地加以選擇而是等于PWM周期。另外，必須對電流脈沖進行定時使得針對所需占空比接通各顏色。這對需要與電流脈沖同步并且恰當地放置于電流脈沖波形內的采樣脈沖的恰當位置施加嚴格限制。

至于如在US?6,507,159中所述將顏色感測器用于顏色控制，顏色感測器通常包括三個通量感測器，各通量感測器由適當濾光器覆蓋，使其分別主要在光譜的紅色、綠色和藍色部分中靈敏。使用這樣的顏色感測器，可以同時測量燈發射的光的顏色和亮度。可以通過在與上文針對幅度調制LED描述的測量序列類似的其中燈在短時間內關斷的間隔序列中測量環境光來考慮它的影響。這一顏色控制方法也可以延及使用多于三個原色的應用。

不同LED顏色的亮度可以比環境光的強度更易于測量。盡管對于不同LED顏色而言確切已知它們在具體采樣脈沖是接通還是關斷，但是環境光可能由于人為光源接通或者關斷而從一個采樣脈沖到下一個采樣脈沖發生迅速改變。這可能篡改通量或者顏色測量、因而嚴重干擾LED燈的逐個循環的控制。最終，這可能導致LED燈閃爍。

如果通量感測器接收一個顏色的光比其它顏色的光明顯地少，則可能希望增加涉及到這一顏色的測量部分。這在已知的硬性測量過程中是不切實際的。

在脈寬調制的情況下，電流脈沖和采樣脈沖在PWM時段內的定時可能變得很復雜并且需要過量的計算工作。

這些問題對于如下LED燈而言將甚至更嚴重，這些LED燈包括可以例如布置成串列(例如洗墻燈)或者矩陣(例如LED背光)的若干LED光源。另外，對于這一種LED燈，希望LED光源中的全部或者至少一些共享部分硬件，例如感測器或者控制器。然后，將由一個感測器和控制器控制的LED串列(LED串列通常包括具有相同顏色并且供有相同LED電流的多個LED)的數目將比對于具有3個或者更多原色的燈而言明顯更大。另外，將分段相互光隔離可能并不實際，這將導致分段之間的明顯串擾、即各LED串列影響了實質上所有的光學感測器。

發明內容

本發明的一個目的在于提供一種用于更高效地控制LED光源的色點并且用于克服上文說明的問題的設備和對應方法。

在本發明的第一方面中，呈現一種用于控制LED光源的色點的設備，該設備包括：

-參數輸入，用于接收表明所述LED光源的希望色點和亮度的色點信息和亮度信息，

-測量輸入，用于接收表明所述LED光源的i)溫度、ii)顏色和/或iii)亮度和/或所述LED光源的原色通量的溫度信息和光學輸出信息，

-前饋計算單元，用于基于所述色點信息、所述亮度信息、所述溫度信息和前饋參數通過使用前饋算法來確定用于控制所述LED光源的色點的控制參數，

-參數輸出，用于向所述LED光源輸出所述控制參數，

-前饋參數存儲單元，用于存儲所述前饋參數，以及