本申請是2014年7月1日提交的并且題為“Techniques for Lumen Maintenance and Color Shift Compensation”的美國專利申請No. 14/321,148的國際申請，并且本申請要求上述申請的優(yōu)先權(quán)，該申請被在其整體上通過引用合并于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及照明，并且更具體地，涉及包括一個或多個固態(tài)光源的照明系統(tǒng)和裝置。

背景技術(shù)：

固態(tài)光源（諸如但不限于發(fā)光二極管（LED））對于各種照明系統(tǒng)（諸如交通信號、背光、顯示器和一般的照射）而言已經(jīng)成為流行的選擇。包括固態(tài)光源的裝置較之傳統(tǒng)的光源提供很多優(yōu)點，諸如更低的功率消耗、沒有在環(huán)境方面危險的材料、以及顯著地更長的壽命?？墒怯捎诠虘B(tài)光源的理論壽命的原因針對它們的完整壽命測試通常是不現(xiàn)實的。例如，為了確證聲稱有50,000小時的壽命而測試LED將要求在五年半以上的時間內(nèi)每天對LED整天地連續(xù)供電。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

固態(tài)光源的一個缺點是它們的亮度（即，按流明測量的光輸出，并且因此還被稱為流明輸出）隨時間經(jīng)過而降低。事實上，所有的光源—傳統(tǒng)光源和基于半導(dǎo)體的光源這兩者—一般地具有隨時間經(jīng)過而降低的光輸出。然而，一些傳統(tǒng)的光源（諸如白熾光源以及鹵素光源）在發(fā)生實質(zhì)的光輸出損耗之前簡單地?zé)龎摹＠鏛ED傾向于不燒壞，并且因而從LED輸出的光隨時間經(jīng)過而連續(xù)降低。這種連續(xù)的降低一般被稱為流明降落（depreciation）。因此，LED壽命典型地是按在引起LED輸出具有不可接受地低水平的流明的光的流明降落之前經(jīng)過的時間量來測量的。確切的是不可接受地低水平的流明可能例如取決于特定的照明應(yīng)用或給定的照明標(biāo)準(zhǔn)。例如，在一般的照明環(huán)境（例如辦公室）中，直到LED變暗到其最初的光輸出的70%為止流明降落都可能是不明顯的。在其它應(yīng)用中，可能要求更高或更低的閾值。

LED經(jīng)歷流明降落的速率取決于很多因素（除了其它方面以外，還諸如但不限于制造缺陷、材料組分、熱管理和功率）。此外，并不是所有LED在相同的規(guī)模上展示出流明降落—無論LED是在不同的照明裝置中還是在相同的照明裝置內(nèi)。為此，存在許多與維持流明輸出有關(guān)的不平凡的挑戰(zhàn)。

實施例提供用于維持在照明組件的壽命上的一致的或者另外地可接受的流明輸出的技術(shù)。通過維持一致的流明輸出，進一步可能的是在其中使用多個流明輸出的色彩混合的情況下維持一致的或者另外地可接受的色彩穩(wěn)定性。照明組件可以是例如燈、泛光燈、光引擎、或者可能隨時間經(jīng)過而遭受流明降落和/或色彩漂移的任何其它照明裝置（其包括任何類型的或各類型的（多個）光源，諸如固態(tài)光源、白熾光源、氣體放電燈、或者可以如在此所提供那樣被監(jiān)控并供電的任何其它光源）。根據(jù)實施例，照明組件被配置有一個或多個照射光源、光電檢測器以及被引導(dǎo)光源（諸如激光器）。被引導(dǎo)光源和所述一個或多個照射光源被初始地測量以確定相應(yīng)的基線流明輸出測量（強度測量）。然后可以以周期性的測量間隔（例如，每1000小時或者其它合適的間隔）來執(zhí)行對被引導(dǎo)光源強度的的隨后的測量。因為被引導(dǎo)光源的流明輸出保持為相對地恒定，所以在被引導(dǎo)光源的流明輸出上的任何可測量的差異能夠被實際上歸因于光電檢測器。特別是，在測量間隔處的被引導(dǎo)光源的基線強度測量和被引導(dǎo)光源的隨后的強度測量之間的相對（成比例的）差異可以被用于確定光電檢測器劣化，由此有效地為光電檢測器提供校準(zhǔn)因數(shù)。然后可以在同一光電檢測器被用于測量給定的照射光源的強度時考慮該校準(zhǔn)因數(shù)。像這樣，所得到的給定的照射光源的強度的被校準(zhǔn)的測量更準(zhǔn)確地反映該照射光源的流明輸出，因為由光電檢測器劣化引入的測量誤差被最小化或者另外地被減少。以此方式，可以使用照射光源的對應(yīng)的初始基線強度測量和由光電檢測器進行的照射光源的隨后的被校準(zhǔn)的強度測量來確定照射光源的流明降落。流明降落（如果有的話）可以被轉(zhuǎn)換為在對照射光源進行供電的驅(qū)動信號上的對應(yīng)的改變，并且所得到的被改變的驅(qū)動信號可以被（實時地）供給到所述一個或多個照射光源以補償該流明降落和/或色彩偏移。如在此使用的那樣，驅(qū)動信號包括例如但不限于用于驅(qū)動照射光源的電流或者為了使照明組件的電源占空比改變的脈沖寬度調(diào)制（PWM）生成的信號。雖然技術(shù)特別合適于包括一個或多個固態(tài)光源的照明組件，但是如將領(lǐng)會的那樣，它們也可以被容易地擴展到其它類型的光源。

在實施例中，提供了照明組件。照明組件包括：可擴散光源，用以通過提供光輸出來照射區(qū)域，其中所提供的光輸出是按流明測量的；光電檢測器，被配置為測量可擴散光源的流明輸出以及標(biāo)準(zhǔn)樣本光束；以及被引導(dǎo)光源，用以提供標(biāo)準(zhǔn)樣本光束，其中標(biāo)準(zhǔn)樣本光束被用于校準(zhǔn)光電檢測器。

在相關(guān)的實施例中，照明組件可以進一步包括：控制器，被配置為基于被引導(dǎo)光源的第一流明輸出測量和被引導(dǎo)光源的第二流明輸出測量來確定光電檢測器校準(zhǔn)因數(shù)，校準(zhǔn)因數(shù)指示在第一流明輸出測量和第二流明輸出測量之間的時間段上的光電檢測器劣化。在進一步的相關(guān)的實施例中，控制器可以被進一步配置為命令將驅(qū)動信號應(yīng)用于照明組件，驅(qū)動信號計及光電檢測器校準(zhǔn)因數(shù)以便補償光電檢測器劣化，其中驅(qū)動信號引起可擴散光源通過提供光來照射區(qū)域。

在另一相關(guān)的實施例中，可擴散光源可以包括一個或多個固態(tài)光源。在又一相關(guān)的實施例中，被引導(dǎo)光源可以包括激光器。在再一相關(guān)的實施例中，被引導(dǎo)光源可以包括鏡子以將標(biāo)準(zhǔn)樣本光束引導(dǎo)至光電檢測器。在還一相關(guān)的實施例中，可擴散光源可以接收驅(qū)動信號，其中驅(qū)動信號可以計及光電檢測器校準(zhǔn)因數(shù)以便補償光電檢測器的劣化。

在另一實施例中，提供了控制照明組件的方法。所述方法包括：經(jīng)由可擴散光源輸出照射；經(jīng)由被引導(dǎo)光源將標(biāo)準(zhǔn)樣本光束提供到光電檢測器；基于被引導(dǎo)光源的第一流明輸出測量和被引導(dǎo)光源的第二流明輸出測量來確定光電檢測器校準(zhǔn)因數(shù)，校準(zhǔn)因數(shù)指示在第一流明輸出測量和第二流明輸出測量之間的時間段上的光電檢測器劣化；以及調(diào)整照明組件的被提供給可擴散光源的驅(qū)動電流以便補償光電檢測器的劣化。

在相關(guān)的實施例中，進行輸出可以包括經(jīng)由可擴散光源輸出照射，其中可擴散光源包括一個或多個固態(tài)光源。在另一相關(guān)的實施例中，進行提供可以包括經(jīng)由被引導(dǎo)光源將標(biāo)準(zhǔn)樣本光束提供至光電檢測器，其中被引導(dǎo)光源包括激光器。在再一相關(guān)的實施例中，提供標(biāo)準(zhǔn)樣本光束包括將標(biāo)準(zhǔn)樣本光束投射到鏡子上，鏡子提供至光電檢測器的引導(dǎo)路徑。在又一相關(guān)的實施例中，方法可以進一步包括基于可擴散光源的初始流明輸出測量和可擴散光源的進一步的流明輸出測量來確定流明輸出差異，進一步的流明輸出測量被基于校準(zhǔn)因數(shù)調(diào)整；以及基于流明輸出差異來調(diào)整可擴散光源的驅(qū)動電流，以便補償在初始流明輸出測量和進一步的流明輸出測量之間的時間段上的可擴散光源的流明輸出降落。在進一步的相關(guān)的實施例中，調(diào)整可擴散光源的驅(qū)動電流可以包括維持照明組件的色彩穩(wěn)定性。在另一進一步的相關(guān)的實施例中，調(diào)整可擴散光源的驅(qū)動電流可以包括維持照明組件的流明輸出。在再一進一步的相關(guān)的實施例中，基于可擴散光源的初始流明輸出測量和進一步的流明輸出測量來確定流明輸出差異可以被按照明組件的每一操作時段來重復(fù)。

在另一實施例中，提供了一種照明組件。照明組件包括：可擴散光源，被配置為經(jīng)由按流明測量的色彩混合的光輸出來提供區(qū)域的照射；光電檢測器，被配置為測量可擴散光源的每個色彩的流明輸出以及標(biāo)準(zhǔn)樣本光束；被引導(dǎo)光源，用以提供標(biāo)準(zhǔn)樣本光束以在對光電檢測器進行校準(zhǔn)中使用；以及控制器，被配置為基于被引導(dǎo)光源的第一流明輸出測量和被引導(dǎo)光源的第二流明輸出測量來確定光電檢測器校準(zhǔn)因數(shù)，校準(zhǔn)因數(shù)指示在第一流明輸出測量和第二流明輸出測量之間的時間段上的光電檢測器劣化。

在相關(guān)的實施例中，可擴散光源可以包括第一固態(tài)光源和第二固態(tài)光源，其中第一固態(tài)光源可以輸出第一色彩的光，其中第二固態(tài)光源可以輸出第二色彩的光，并且第一色彩可以與第二色彩不同。在另一相關(guān)的實施例中，被引導(dǎo)光源可以包括激光器。在再一相關(guān)的實施例中，可擴散光源可以接收驅(qū)動信號，其中驅(qū)動信號可以計及光電檢測器校準(zhǔn)因數(shù)以便補償光電檢測器劣化。在進一步的相關(guān)的實施例中，被引導(dǎo)光源可以包括相干光源和被準(zhǔn)直并聚焦的光源中的至少一個。

附圖說明

根據(jù)如在隨附附圖中圖解那樣的在此公開的特定實施例的以下描述，在此公開的前述的以及其它目的、特征和優(yōu)點將是明顯的，在附圖中，貫穿不同的視圖，同樣的參考標(biāo)號提及相同的部分。附圖未必是成比例的，相反重點被放在圖解在此公開的原理上。

圖1是圖解針對利用外推TM-21預(yù)測的示例LM-80測試的結(jié)果的線圖，并且一般地示出來自固態(tài)光源的流明輸出如何隨時間經(jīng)過而下降。

圖2是圖解兩個不同色彩的LED的流明降落曲線的圖線，兩個不同色彩的LED當(dāng)被使用在色彩混合應(yīng)用中時可能導(dǎo)致色彩偏移。

圖3是圖解根據(jù)在此公開的實施例的照明系統(tǒng)的示意性圖。

圖4是根據(jù)在此公開的實施例的照明組件的部分的側(cè)面透視視圖。

圖5示出根據(jù)在此公開的實施例的用于照明組件的維持流明輸出的方法。

具體實施方式

如上面討論的那樣，存在涉及維持流明輸出以滿足針對光源的壽命要求的很多不平凡的問題。為此，最近已經(jīng)實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)以使得消費者能夠在操作情形的范圍內(nèi)比較LED和其它固態(tài)光源的相對性能。一個這樣的標(biāo)準(zhǔn)是IES-LM-80：用于測量LED光源的流明維持的被認(rèn)可的方法。LM-80規(guī)定用于確定針對LED封裝、陣列或模塊的在時間上維持（流明維持）的光輸出量的統(tǒng)一的測試方法。在這些測試期間，在特定的操作溫度下使LED器件操作至少6000小時。周期性地（每1000小時）收集光度測定測量和相關(guān)聯(lián)的色彩點，這提供光通量值。LM-80標(biāo)準(zhǔn)的意圖是提供對如下的基本理解：關(guān)于流明維持LED器件將如何隨時間經(jīng)過來進行執(zhí)行。開發(fā)了被稱為“TM-21”的TM-21-2011（預(yù)測LED光源的長期流明維持）作為伴隨方法以估計超出所要求的6000小時的實際測試的LED流明維持和服務(wù)壽命。TM-21引入“L”值（諸如L70，L50，L30等）的使用。在每種情況下，L代表流明維持并且數(shù)字是剩余的光輸出的百分比。例如，L70將指明在LED降低到其最初輸出的70%之前還有多少操作小時。圖1是圖解針對利用外推TM-21預(yù)測的示例LM-80測試的結(jié)果的線圖，并且一般地示出LED流明輸出如何隨時間經(jīng)過而下降。如所示出那樣，針對在55°C，85°C和105°C下操作的LED每1000小時測量光通量（即，流明輸出）。如可以進一步看到的那樣，每個操作溫度包括從LM-80數(shù)據(jù)點外推的相應(yīng)的TM-21降落預(yù)測（被圖解為曲線）。然而，這些預(yù)測基于平均值并且并未考慮可能影響實際的流明降落的LED的個別特性和操作特性。這些因素除了其它方面以外還包括例如制造缺陷、材料組分、操作溫度和功率。

流明降落的另一方面是被配置為在兩種或更多種不同類型的固態(tài)光源的情況下進行色彩混合的照明系統(tǒng)和/或裝置將傾向于隨時間經(jīng)過而經(jīng)歷色彩偏移。這種行為部分地歸因于不同類型的光源經(jīng)歷流明降落的不相同的速率。一個這樣的示例情況被圖解在圖2中，圖2圖解可以被使用在色彩混合應(yīng)用中的兩個不同的LED的相對流明降落曲線。如所示出的那樣，線圖圖解EQ白色LED（InGaN藍(lán)色LED+磷）的所預(yù)測的流明降落速率，該速率大于琥珀色LED（InGaAIP紅色LED）的所預(yù)測的流明降落速率。隨著時間的經(jīng)過，該流明降落速率上的不同可能造成在色彩輸出上的可見的差異（即，色彩偏移）。當(dāng)前并不存在用于針對給定的色彩混合應(yīng)用中的LED預(yù)測直到壽命結(jié)束的色彩偏移的被認(rèn)可的方法。

一種用以解決在照明系統(tǒng)/裝置的正常操作期間的流明降落以便貫穿于照明系統(tǒng)/裝置的壽命維持一致的流明輸出的方法包括被配置為實時測量LED輸出強度（即，按流明的光輸出）的光電二極管。該實時輸出強度然后被與初始流明輸出值比較。該稍后測量的流明輸出對于初始流明輸出之間的差異然后被轉(zhuǎn)換為正向電流，該正向電流被用于不同地驅(qū)動LED以便補償所述差異。然而，光電二極管本身隨著它們老化而變得更不準(zhǔn)確。因此并且如根據(jù)本公開將領(lǐng)會的那樣，沒有考察光電二極管劣化的補償方法可能是不合適的，特別是給定了LED的潛在壽命極長（例如能夠為50k小時的操作）。另一種方法可能包括其中基準(zhǔn)LED被提供并且僅被偶爾接通（例如每1000小時一次）以便在照明系統(tǒng)的壽命上將基準(zhǔn)LED保持在恒定輸出。基準(zhǔn)LED的初始流明輸出和基準(zhǔn)LED的隨后的基準(zhǔn)流明輸出（如使用光電二極管測量的）之間的相對差異可以然后被用于校準(zhǔn)其它LED的測量。然而，注意基準(zhǔn)LED輸出是朗伯的。作為結(jié)果，基準(zhǔn)LED光散射引起光電二極管的收集效率相對地低。此外，光電二極管的譜相對地寬并且信噪比低。因此，基準(zhǔn)測量可能不會準(zhǔn)確地反映基準(zhǔn)LED的真實流明輸出。

因此并且根據(jù)本公開的實施例，提供了用于與被引導(dǎo)光源（例如，相干光源（諸如但不限于激光器、激光二極管）和/或在照明組件的目標(biāo)使用時段上關(guān)于其流明輸出保持相對恒定的其它低發(fā)散或被準(zhǔn)直并聚焦的（多個）光源）結(jié)合使用光電檢測器來進行照明組件中的主動光反饋和補償?shù)募夹g(shù)。該被引導(dǎo)光源被自始至終地稱為“標(biāo)準(zhǔn)樣本”、基準(zhǔn)激光器或者基準(zhǔn)激光器件，雖然其它合適的被引導(dǎo)光源將是明顯的。在操作中，照明組件通過將被引導(dǎo)光源的基線測量對于該被引導(dǎo)光源的隨后的測量進行比較來周期性地執(zhí)行光電檢測器的校準(zhǔn)。在該校準(zhǔn)情形中，被引導(dǎo)光源的基線測量和隨后的測量之間的相對差異表示光電檢測器的劣化，并且可以被用于建立用于光電檢測器的校準(zhǔn)因數(shù)。這是因為被引導(dǎo)光源的流明輸出保持相對恒定，因而在被引導(dǎo)光源的流明輸出上的任何可測量的差異可以實際上歸因于光電檢測器。為此，由光電檢測器進行的對照明組件的一個或多個光源的測量可以被基于所確定的劣化來調(diào)整（即，校準(zhǔn)）。在一些實施例中，引導(dǎo)路徑被提供在被引導(dǎo)光源和光電檢測器之間。作為結(jié)果，實現(xiàn)高信噪比，使得能夠進行標(biāo)準(zhǔn)樣本的準(zhǔn)確測量。在一些實施例中，鏡子被相對于被引導(dǎo)光源和光電二極管定位以便提供用于被引導(dǎo)光源的發(fā)射光的引導(dǎo)路徑。在一些實施例中，照明組件進一步包括例如被編程有控制被引導(dǎo)光源的標(biāo)準(zhǔn)樣本的測量以便校準(zhǔn)光電檢測器的一個或多個算法的控制器和/或控制線路。

一旦標(biāo)準(zhǔn)樣本和對應(yīng)的光電檢測器校準(zhǔn)因數(shù)被建立，就可以例如通過被校準(zhǔn)的光電檢測器周期性地測量照明組件的光輸出，以便確定被測量的光輸出和基線測量之間的相對差異。為此，相對差異可以被轉(zhuǎn)換為驅(qū)動信號并且被經(jīng)由照明組件的驅(qū)動器線路應(yīng)用到（多個）光源，以便貫穿照明組件的正常操作而維持一致的流明輸出。因此，補償光電檢測器劣化使得照明組件能夠至少在照明組件的額定小時數(shù)內(nèi)（例如，在基于LED的照明組件的情況下，諸如由L70、L50等的L額定值所指示的額定值）維持恒定的流明輸出和/或維持色彩穩(wěn)定性。

除了維持流明輸出并且因此克服變暗和色彩偏移的問題以外，根據(jù)本公開，與在此提供的測量技術(shù)關(guān)聯(lián)的許多其它的益處將是明顯的。例如，被監(jiān)控的光源不限于LED或其它固態(tài)光源。根據(jù)在此公開的方面和實施例，可以測量并跟蹤任何類型的光源。此外，一個或多個固態(tài)光源也可以被用作為光電檢測器。因為固態(tài)光源對于等于或小于由此所發(fā)射的占支配地位的波長的波長是靈敏的，所以固態(tài)光源可以被復(fù)用從而其可以在不同的時間被用于光發(fā)射和檢測這兩者。為此，雖然一些實施例可能包括專用的光電檢測器，但是另外的實施例可以包括可以被利用為光源和光電檢測器這兩者的一個或多個雙重目的的固態(tài)光源。

如先前解釋的那樣，根據(jù)一些實施例，為了在照明組件中維持恒定的流明輸出和/或減輕色彩偏移，可以利用被引導(dǎo)光源（例如，基準(zhǔn)激光器）作為“標(biāo)準(zhǔn)樣本”。在這些實施例中，標(biāo)準(zhǔn)樣本被用于校準(zhǔn)光電檢測器以使得隨后的測量是準(zhǔn)確的而不管光電檢測器的老化/劣化的質(zhì)量如何。各種補償方案可以然后被采用以控制驅(qū)動電路以便補償在所測量的流明輸出對于初始（基線）輸出上的偏離。這些功能中的每個可以例如使用具有處理能力和用于執(zhí)行如在此描述的功能的許多嵌入的例程的微控制器來實現(xiàn)。替換地，微控制器可以被配置有硬件以執(zhí)行各種功能。替換地，可以利用門級邏輯或為專門目的構(gòu)建的半導(dǎo)體（諸如應(yīng)用專用集成電路（ASIC）或現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA））來實現(xiàn)控制邏輯。在更一般的意義上，可以利用軟件、固件和/或硬件的任何組合來實現(xiàn)控制邏輯。根據(jù)本公開，許多控制邏輯方案和配置將是明顯的。

圖3是照明系統(tǒng)300的示意性圖，照明系統(tǒng)300包括電源302、照射和光反饋304以及控制器306。電源302在一些實施例中被配置為經(jīng)由功率轉(zhuǎn)換器310把在輸入308處接收的功率轉(zhuǎn)換為合適的形式，以便供給電流源312和314、控制器306、基準(zhǔn)激光器316和光電檢測器318。典型地，在輸入308處接收的輸入功率是由AC主線路功率提供的。為此，功率轉(zhuǎn)換器310在一些實施例中包括被配置為接收AC供給電流和輸出DC功率的整流器（圖1中未示出）。在一些實施例中，功率轉(zhuǎn)換器310的整流器的輸出被耦接至DC-DC轉(zhuǎn)換器。在這樣的實施例中，DC-DC轉(zhuǎn)換器可以是現(xiàn)有技術(shù)中已知的許多種轉(zhuǎn)換器中的任何一種，諸如反激轉(zhuǎn)換器、降壓轉(zhuǎn)換器、正向轉(zhuǎn)換器等。耦接到功率轉(zhuǎn)換器310的電流源312和314是可調(diào)整的電流源，以使得可配置的量的電流可以基于控制邏輯而被供給至一個或多個光源，諸如光源320和322。在一些實施例中，包括功率轉(zhuǎn)換器310以及電流源312和314的電源302包括驅(qū)動器電路。應(yīng)當(dāng)注意的是，其它類型的驅(qū)動器電路可以被利用于在此所公開的方面和實施例中，諸如用于氣體放電燈的傳統(tǒng)的鎮(zhèn)流器電路。在一些實施例中，利用脈沖寬度調(diào)制（PWM）電路來使電源302的占空比變化。在任何這樣的實施例中，并且如下面進一步討論的那樣，電流源312和314被控制器306控制，以便補償所測量的流明降落，并且因此在照明系統(tǒng)300的壽命上維持流明輸出和/或維持色彩平衡。

雖然在兩個固態(tài)光源320和322的情況下描繪了照射和光反饋304，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，許多其它的光源可以被使用在許多配置中。例如，在一些實施例中，光源320和322是相同類型的固態(tài)光源，并且在一些實施例中是相同類型的固態(tài)光源的陣列。在一些實施例中，光源320和322包括不同類型的固態(tài)光源和/或不同的固態(tài)光源的陣列。例如，在一些實施例中，光源320發(fā)射第一色彩（例如，紅色）的光并且光源322發(fā)射第二色彩（例如，薄荷綠色）的光（即，色彩混合應(yīng)用）。在一些實施例中，照明系統(tǒng)300被配置有更多或更少的光源。例如，在一些實施例中，照明系統(tǒng)300包括僅一個光源，諸如光源320。在這樣的實施例中，光源320可以包括單個固態(tài)光源或者固態(tài)光源的陣列。在一些實施例中，照明系統(tǒng)300包括三個或更多的光源，三個或更多個光源中的每個具有不同的或者類似的類型的光源。對于具有了閱讀本公開的益處的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說應(yīng)當(dāng)明顯的是，光源320和322可以是其中可以測量流明輸出的任何類型的光源，諸如白熾光源、電致發(fā)光光源、氣體放電光源、基于半導(dǎo)體的光源、它們的組合等。

仍然參照圖3，照射和光反饋304還包括光電檢測器318和基準(zhǔn)激光器316。光電檢測器318被配置為測量來自光源320和322的流明輸出以及來自基準(zhǔn)激光器316的流明輸出。在一些實施例中，光電檢測器318包括光電二極管和關(guān)聯(lián)的線路（例如，運算放大器）以把所測量的流明輸出轉(zhuǎn)換為成比例的電信號。在一些實施例中，光電檢測器318包括任何合適的（多個）類型的（多個）光靈敏檢測器器件。例如，在一些實施例中，光電檢測器318包括被配置為直接按流明測量光輸出的硅光電二極管。在這樣的實施例中，光電檢測器318可以包括次級光學(xué)器件（諸如濾波器，其對人眼的響應(yīng)進行精密近似以便直接測量流明輸出）。在一些實施例中，光電檢測器318包括如下的裝置：其測量輻射測定輸出并且將其轉(zhuǎn)換為適當(dāng)?shù)墓舛葴y定量，諸如但不限于輻射通量到光通量。

在一些實施例中，基準(zhǔn)激光器316被實現(xiàn)為激光二極管或任何低成本激光源（諸如固態(tài)激光器）或者能夠提供相對窄的被引導(dǎo)光束（標(biāo)準(zhǔn)樣本）的任何其它合適的被引導(dǎo)光源。被引導(dǎo)光源的合適性可以是例如基于光源的生成具有低發(fā)散（例如，30o或更小，或者20o或更小，或者10o或更小）的光束的能力而確定的。為此，基準(zhǔn)激光器316可以包括如下的任何被引導(dǎo)光源：能夠生成具有足夠的信噪比的相干的或者另外地被足夠地準(zhǔn)直并且聚焦的束，并且在計及該被引導(dǎo)光源的導(dǎo)通時間的目標(biāo)使用時段上具有相對一致的流明輸出（例如，小于5%的偏離，或者小于2%的偏離，或者小于1%的偏離），并且因此允許由光電檢測器318對由被引導(dǎo)光源316產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)樣本進行準(zhǔn)確測量。例如，在一些實施例中，被引導(dǎo)光源316由LED構(gòu)成，LED配置有對由LED生成的光進行準(zhǔn)直和聚焦以提供被引導(dǎo)光束的次級光學(xué)器件。

在各種實施例中，控制器306包括如下的任何微控制器/微處理器：能夠接收來自光電檢測器318的測量并且實現(xiàn)把所接收的測量轉(zhuǎn)換為由電源302輸出的驅(qū)動信號以便驅(qū)動光源320和322的算法。應(yīng)當(dāng)注意的是，雖然控制器306被圖解為在電源302以及照射和光反饋304的外部，但是控制器306的位置不限于此。在一些實施例中，控制器306被實現(xiàn)在照明系統(tǒng)300內(nèi)的各個地方，諸如但不限于在電源302內(nèi)或者在照射和光反饋304內(nèi)，或者另外地與照明系統(tǒng)300的部件或塊集成為一體。

在附加地參照圖3的情況下，圖4是照明系統(tǒng)的界限402的透視側(cè)面視圖。如所示出那樣，光界限402包括一個或多個反射器404、鏡子406以及漫射器408。與圖3的照明系統(tǒng)300類似，光界限402還包括基準(zhǔn)激光器316、光電檢測器318以及光源320和322。典型地，光源320和322的光輸出被一個或多個反射器404反射并且被漫射器408散射以在包括光界限402（例如，在辦公建筑物中）的照明系統(tǒng)的區(qū)域中發(fā)射非均勻地散射的光（例如，沒有斑）。在一些實施例中，鏡子406被相對于基準(zhǔn)激光器316和光電檢測器318定位并且相對于基準(zhǔn)激光器316和光電檢測器318成角度，以便提供用于從基準(zhǔn)激光器316發(fā)射的光的到光電檢測器318的引導(dǎo)路徑。雖然鏡子是優(yōu)選的，但是在一些實施例中鏡子是可選的，因為漫射器408可以把來自基準(zhǔn)激光器316的可測量的量的光反射到光電檢測器318上。替換地或者附加地，替代鏡子406，使用涂覆有反射涂層的和/或由反射材料制成的和/或它們的組合的反射部件。

如將在下面進一步討論的那樣，光電檢測器318可以被配置以使得單個檢測器（即光電檢測器318）足以在各種情形（諸如色彩混合以及單個色彩（例如，白色）輸出）下測量任何數(shù)量的光源（諸如光源320和322）。

在圖5中描繪了用于照明系統(tǒng)（諸如但不限于圖3中示出的照明系統(tǒng)300）的維持流明輸出的方法500的流程圖。矩形要素在此被指明為“處理塊”并且表示計算機軟件指令或指令組。菱形形狀的要素在此被指明為“決定塊”，表示影響由處理塊表示的計算機軟件指令的執(zhí)行的計算機軟件指令或者指令組。替換地，處理塊和決定塊表示由在功能上等同的電路（諸如數(shù)字信號處理器電路或應(yīng)用專用集成電路（ASIC））執(zhí)行的步驟。流程圖并不描繪任何特定的編程語言的語法。相反，流程圖圖解本領(lǐng)域普通技術(shù)人員用以制備電路或生成計算機軟件以執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明所要求的處理而要求的功能信息。應(yīng)當(dāng)注意的是并未示出許多例程程序要素（諸如循環(huán)和變量的初始化以及臨時變量的使用）。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將領(lǐng)會的是，除非在此另外指示，否則所描述的步驟的特定序列僅僅是說明性的并且可以在不脫離本發(fā)明的精神的情況下變化。因此，除非另外聲明，否則下面所描述的步驟為如下的非排序的含義：當(dāng)可能時各步驟可以以任何方便或想要的順序來執(zhí)行。

進一步地，雖然圖5圖解各種操作，但是要理解的是并非圖5中描繪的所有操作對于其它實施例起作用而言都是必需的。實際上，在此完全想見的是在本公開的其它實施例中，圖5中所描繪的操作和/或在此描述的其它操作可以被以雖然并未在任何附圖中具體地示出但是仍然與本公開完全一致的方式進行組合。因此，針對于并未在一個附圖中確切地示出的特征和/或操作的權(quán)利要求被認(rèn)為在本公開的范圍和內(nèi)容之內(nèi)。為了容易解釋，在下面與圖3中示出的照明系統(tǒng)300有關(guān)地描述方法500，雖然本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)然將容易地理解方法500是如何應(yīng)用于任何照明系統(tǒng)的。

圖5的方法500包括如下步驟：在T=0處執(zhí)行基線測量；等待下一測量間隔；對基準(zhǔn)激光器（標(biāo)準(zhǔn)樣本）進行測量；測量一個或多個光源；確定測量是否在預(yù)先限定的容限內(nèi)；以及執(zhí)行補償。方法500以步驟502起動（開始），其中方法500被初始化。照明系統(tǒng)300被首次（即，在T=0處）供給初始功率，這造成發(fā)生各種基線測量（步驟504）。在一些實施例中，控制器306對針對例如光源320和322以及基準(zhǔn)激光器316的這些基線測量進行采集。在一些實施例中，控制器306單獨對基準(zhǔn)激光器316供給功率（而讓光源320和322斷電）以便獲取只是基準(zhǔn)激光器316的基線測量。在這樣的實施例中，可以使用鏡子來把從基準(zhǔn)激光器316發(fā)射的光束直接反射到光電檢測器318上，因此提高在光電檢測器318處的測量的信噪比?？刂破?06然后可以關(guān)斷基準(zhǔn)激光器316，同時對光源320和322中的至少一個供給功率以針對光源320和322中的至少一個獲取基線測量。例如，控制器306可以同時對光源320和322這兩者通電（如果這兩者包括相同和/或相似的（多個）類型的光源的話）。在另一示例中，控制器306以順次的方式對光源320和322中的每個通電和斷電以便獲取針對每個光源的分離的基線測量。在任何這樣的實施例中，針對基準(zhǔn)激光器316的基線測量可以被利用以校準(zhǔn)光電檢測器318。此外，針對光源320和322的基線測量可以被利用以補償所測量的流明降落和/或色彩平衡，如下面進一步討論的那樣。

已經(jīng)接收了輸入功率的照明系統(tǒng)300開始正常操作。然后在達到測量間隔之前經(jīng)過預(yù)先確定的時間段。預(yù)先確定的時間段可以是例如1000小時、10000小時或者任何其它的時間量，在這些時間量的點處，照明系統(tǒng)300從正常操作切換到在此描述的測量以及補償例程。在一些實施例中，執(zhí)行計時器以便測量是否已經(jīng)流逝預(yù)先確定的時間段。因此，照明系統(tǒng)300等待測量間隔發(fā)生（步驟506）。在該時間期間，控制器306周期性地檢查是否已經(jīng)達到測量間隔（例如，通過讀取計時器），也就是，是否已經(jīng)流逝預(yù)先限定的時間段。如果計時器還沒有流逝，則照明系統(tǒng)繼續(xù)等待測量間隔（步驟506）。如果計時器已經(jīng)流逝，則照明系統(tǒng)300（在一些實施例中，更具體地，控制器306）測量基準(zhǔn)激光器316并且校準(zhǔn)光電檢測器318（步驟510）。

在步驟510中，控制器306接收針對基準(zhǔn)激光器316的流明輸出測量，以便確定用于光電檢測器318的校準(zhǔn)因數(shù)。典型地，校準(zhǔn)包括控制器306在對基準(zhǔn)激光器316通電的同時即刻地暫停對光源320和322的功率。如上面討論的那樣，光電檢測器將隨時間經(jīng)過而老化，這可能引起測量結(jié)果變化，盡管基準(zhǔn)激光器316具有一致的流明輸出。相應(yīng)地，從光電檢測器318針對基準(zhǔn)激光器316接收的流明輸出測量可以被與在步驟504中記錄的基線值進行比較以確定比率。例如，如果在T=10000小時處的所測量的基準(zhǔn)激光器316的流明輸出為在T=0處測量的流明輸出的95%，則控制器306將通過利用+5%的校準(zhǔn)因數(shù)調(diào)整一個或多個光源的隨后的測量來校準(zhǔn)一個或多個光源的隨后的測量。

在步驟512中，照明系統(tǒng)300（在一些實施例中，更具體地，控制器306）通過從光電檢測器318接收針對光源320和322中的至少一個的流明輸出測量來對（多個）光源320和322進行測量。在其中光源320和322這兩者都是相同類型的光源的實施例中，控制器306在步驟510中暫停對基準(zhǔn)激光器316供電之后恢復(fù)對光源320和322供電。為此，控制器306然后可以從光電檢測器318接收針對光源320和322這兩者的單個流明輸出測量。如下面進一步討論的那樣，單個流明輸出測量被存儲在控制器306的存儲器中并且在隨后的步驟中被使用以補償流明降落。在其中光源320和322為不同的類型（例如，在色彩混合應(yīng)用中）的實施例中，控制器306可以以順次的方式接通每個光源以便分離地測量每個光源320和322。在一些實施例中，這些測量被使用在下面進一步描述的隨后的色彩平衡和/或流明輸出補償例程中。在任何這樣的實施例中，針對單個類型的光源的或者針對不同類型的光源的流明輸出測量可以是根據(jù)在步驟510中確定并記錄在控制器306的存儲器中的校準(zhǔn)因數(shù)來調(diào)整的。

控制器306然后確定流明輸出測量是否在可接受的預(yù)先限定的容限內(nèi)（步驟514）。如在此使用的那樣，預(yù)先限定的容限被定義為在控制器306確定補償是必要的之前從基線測量的偏離的閾值百分比。在一些實施例中，任何的偏離量可能使補償成為必要。在其它的實施例中，偏離百分比可以基于諸如1%、5%、10%等的降落閾值。如應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到的那樣，不同的照明應(yīng)用可能使與其它相比更低的閾值成為必要。例如，在手術(shù)室中的一般照明可能使針對任何的所測量的偏離的量的補償成為必要。在其它實例中，諸如辦公室中的一般照射，可以利用5%或更多的閾值。應(yīng)當(dāng)進一步認(rèn)識到的是，諸如照明系統(tǒng)300的照明系統(tǒng)可以取決于照明應(yīng)用（例如，色彩混合對比于單個色彩）而被以許多種方式配置。為此，在步驟512中記錄的流明輸出測量可以被以不同的方式進行分析以取決于配置來確定是否要求補償。例如，在一些實施例中，照明系統(tǒng)300被配置有可以被以特定的測量間隔（例如，T=10000小時）來測量的單個類型的光源，并且該測量可以被與在步驟504中記錄的基線測量進行比較以確定對應(yīng)的比率。例如，如果在T=10000小時處的所測量的流明輸出被測量為是在基線流明輸出測量的95%處，則建立0.95:1的比率。因此，所確定的相對差異表示針對所測量的光源相對于基線測量（例如，在T=0處）的流明降落的量。如果相對差異超出預(yù)先限定的容限，則方法500繼續(xù)到步驟516以執(zhí)行補償。在其中照明系統(tǒng)被配置有不同類型的光源（例如，光源320發(fā)射第一色彩的光，光源322發(fā)射與第一色彩不同的第二色彩的光）的一些實施例中，測量可以被解釋為維持流明輸出和色彩平衡，或者替換地，單獨維持色彩平衡。關(guān)于前者的情況，可以將在步驟512中記錄的各獨立的測量對于步驟504的基線測量進行比較以確定相對差異。這類似于上面討論的方法，除了在該情形中相對差異是針對每種類型的光源獨立地確定以及記錄的之外。同樣地，在一些實施例中，如果相對差異中的一個或多個超出預(yù)先限定的容限，則控制器306如在步驟516中要求的那樣執(zhí)行補償。

關(guān)于單獨維持色彩平衡，在一些實施例中，控制器306可以利用在步驟504中記錄的基線測量以確定基線色彩平衡比率。在一些實施例中，在測量間隔（例如，T=10000小時，T=20000小時，T=30000小時等）處利用該基線色彩平衡比率以維持色彩平衡。通過示例的方式并且不意味著限制本公開，考慮如下的照明系統(tǒng)：該照明系統(tǒng)被配置有發(fā)射第一色彩的光（例如，白色光）的第一光源320和發(fā)射第二色彩的光（例如，紅色光）的第二光源322，并且具有初始的（T=0）2:1的白色對紅色色彩平衡。進一步地，考慮在T=20000小時的測量間隔處，在步驟512中記錄的獨立的測量指示在色彩平衡比率上的到1.9:1（白色對紅色）的色彩平衡比率的相對下降。如下面討論的那樣，在諸如這樣的示例中，在步驟516中控制器306通過增加（或降低）到第一光源320的電流直到色彩平衡返回到2:1的基線色彩平衡比率為止來進行補償。

因此，在步驟516中，控制器306調(diào)整光源320和322中的至少一個的驅(qū)動電流以便補償流明降落和/或維持色彩平衡。在各種實施例中，在步驟512中記錄的所測量的光源的流明輸出和在步驟504中記錄的光源的基線測量之間的相對差異（即，比率）被用于成比例地向上或向下調(diào)整驅(qū)動電流。在這樣的實施例中，驅(qū)動電流可以然后被經(jīng)由電流源312和314供給到光源320和322中的至少一個。方法500然后返回到步驟506，并且照明系統(tǒng)300以正常模式操作（例如，從光源320和322發(fā)射光）直到達到下一測量間隔為止。例如，如果針對光源320和322這兩者流明降落被測量為在5%處（1：0.95的比率），則光源320和322可以在方法500返回到步驟506以等待下一測量間隔經(jīng)過之前被提供有5%的在驅(qū)動電流上的增加以計及降落。

然而，在一些實施例中，與所測量的流明降落成比例地增加/降低驅(qū)動電流未必導(dǎo)致照明系統(tǒng)300的在流明輸出上的線性響應(yīng)。相應(yīng)地，驅(qū)動電流可以被以增量方式增加/降低（例如，按1%，2%等），其中方法500直到光源320和322中的每個測量為在步驟504中記錄的基線測量的可接受容限內(nèi)才返回到步驟512。該以增量方式的方法可能特別良好地適合于維持色彩混合應(yīng)用中的色彩平衡。以此方式，控制器306可以將小的電流調(diào)整引導(dǎo)到特定色彩的一個或多個光源直到色彩平衡返回到實質(zhì)上為基線測量的色彩平衡為止。

在此描述的方法和系統(tǒng)不限制于特定的硬件或軟件配置，并且可以在許多計算或處理環(huán)境中找到可應(yīng)用性。方法和系統(tǒng)可以被實現(xiàn)在硬件或軟件或硬件和軟件的組合中。方法和系統(tǒng)可以被實現(xiàn)在一個或多個計算機程序中，其中計算機程序可以被理解為包括一個或多個處理器可執(zhí)行的指令。（多個）計算機程序可以在一個或多個可編程的處理器上執(zhí)行，并且可以被存儲在由處理器可讀取的一個或多個存儲介質(zhì)（存儲介質(zhì)包括易失性和非易失性存儲器和/或存儲元件）、一個或多個輸入裝置和/或一個或多個輸出裝置上。處理器因此可以訪問一個或多個輸入裝置以獲得輸入數(shù)據(jù)，并且可以訪問一個或多個輸出裝置以通信輸出數(shù)據(jù)。輸入和/或輸出裝置可以包括下面中的一個或多個：隨機存取存儲器（RAM）、獨立盤冗余陣列（RAID）、軟盤驅(qū)動器、CD、DVD、磁盤、內(nèi)部硬盤驅(qū)動器、外部硬盤驅(qū)動器、存儲器棒或者能夠由如在此提供的處理器訪問的其它存儲裝置，其中這樣的前面提到的示例并不是窮舉的，并且是用于說明而不是進行限制。

（多個）計算機程序可以使用一種或多種高級過程或面向?qū)ο缶幊陶Z言來實現(xiàn)以與計算機系統(tǒng)通信；然而，（多個）程序可以以匯編或機器語言來實現(xiàn)（如果想要的話）。語言可以被編譯或解釋。

如在此提供的那樣，（多個）處理器因此可以被嵌入在一個或多個裝置中，所述一個或多個裝置可以被獨立地操作或者在聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中被一起操作，其中網(wǎng)絡(luò)可以包括例如局域網(wǎng)（LAN）、廣域網(wǎng)（WAN）和/或可以包括內(nèi)聯(lián)網(wǎng)和/或互聯(lián)網(wǎng)和/或另外的網(wǎng)絡(luò)。（多個）網(wǎng)絡(luò)可以是有線的或無線的或者是它們的組合并且可以使用一個或多個通信協(xié)議以促進不同的處理器之間的通信。處理器可以被配置用于分布式處理并且在一些實施例中可以如需要的那樣利用客戶機—服務(wù)器模型。相應(yīng)地，方法和系統(tǒng)可以利用多個處理器和/或處理器裝置，并且處理器指令可以被劃分在這樣的單個或多個處理器/裝置當(dāng)中。

集成有（多個）處理器的（多個）裝置或計算機系統(tǒng)可以包括例如（多個）個人計算機、（多個）工作站（例如，Sun，HP）、（多個）手持式裝置（諸如（多個）蜂窩電話或（多個）智能手機或平板）、（多個）膝上型電腦、（多個）手持式計算機或者能夠集成有可以如在此提供的那樣操作的（多個）處理器的（多個）另外的裝置。相應(yīng)地，在此提供的裝置并不是窮舉的并且被提供以用于說明而不是進行限制。

對“微處理器”和“處理器”或者“該微處理器”和“該處理器”的提及可以被理解為包括可以在單機和/或（多個）分布式環(huán)境中通信的一個或多個微處理器，并且因此可以被配置為經(jīng)由有線或無線通信與其它處理器通信，其中這樣的一個或多個處理器可以被配置為在可以是類似的或不同的裝置的一個或多個處理器控制的裝置上操作。這樣的“微處理器”或“處理器”術(shù)語的使用因此還可以被理解為包括中央處理單元、算術(shù)邏輯單元、應(yīng)用專用集成電路（ASIC）和/或任務(wù)引擎，其中這樣的示例被提供用于說明而不是進行限制。

更進一步地，除非另外指明，否則對存儲器的提及可以包括一個或多個處理器可讀取的并且可訪問的存儲器元件和/或部件，所述的存儲器元件和/或部件可以在處理器控制的裝置的內(nèi)部、在處理器控制的裝置的外部、和/或可以經(jīng)由使用各種各樣的通信協(xié)議的有線或無線網(wǎng)絡(luò)而被訪問，并且除非另外指明，否則可以被布置為包括外部和內(nèi)部存儲器裝置的組合，其中這樣的存儲器基于應(yīng)用而可以是連續(xù)的和/或被分隔開的。相應(yīng)地，對數(shù)據(jù)庫的提及可以被理解為包括一個或多個存儲器聯(lián)合，其中這樣的提及可以包括商業(yè)上可獲得的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品（例如，SQL，Informix，Oracle）并且還包括私有數(shù)據(jù)庫，并且還可以包括用于對存儲器進行關(guān)聯(lián)的其它結(jié)構(gòu)，諸如鏈接、隊列、圖表、樹，其中這樣的結(jié)構(gòu)被提供用于說明并且不是進行限制。

除非另外提供，否則對網(wǎng)絡(luò)的提及可以包括一個或多個內(nèi)聯(lián)網(wǎng)和/或互聯(lián)網(wǎng)。根據(jù)上述，在此對微處理器指令或微處理器可執(zhí)行指令的提及可以被理解為包括可編程硬件。

除非另外聲明，否則詞語“實質(zhì)上”的使用可以被解釋為包括精確的關(guān)系、條件、布置、定向和/或其它特性，以及它們的如由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的在如下的程度上的偏離：這樣的偏離并不在本質(zhì)上影響所公開的方法和系統(tǒng)。貫穿本公開的整體，用以修飾名詞的量詞“一”和/或“一個”和/或“這個”的使用可以被理解為為了方便而使用并且包括所修飾的名詞的一個或多于一個，除非另外具體地聲明。術(shù)語“包含”、“包括”和“具有”意圖是包括性的并且意味著除了所列出的要素外還可以存在附加的要素。

被描述和/或另外通過各圖繪制為與其它事物通信、關(guān)聯(lián)和/或基于其它事物的元件、部件、模塊和/或它們的部分可以被理解為以直接和/或間接的方式與其它事物這樣通信、關(guān)聯(lián)和/或這樣基于其它事物，除非在此另外規(guī)定。

雖然方法和系統(tǒng)已經(jīng)被相對于其特定實施例而進行描述，但是它們并非限制于如此。明顯地，根據(jù)上面的教導(dǎo)，許多修改和變化可以變得明顯。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以作出在此描述并且圖解的細(xì)節(jié)、材料和各部分的布置上的許多附加的改變。