專利名稱：控制多個發(fā)光單元照明特性的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及照明領(lǐng)域，尤其涉及一種控制多個發(fā)光單元的照明特性的方法及其系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及一種光導(dǎo)裝置，其可以用于所述系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
基于發(fā)光二極管(LED)的照明已經(jīng)成為產(chǎn)生彩色光效的有效方法，尤其是對于動態(tài)顯示。現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展出許多從紅、綠、藍(lán)或者更多基色光中產(chǎn)生各種顏色的技術(shù)。然而，在LED光源的利用中也存在一些實際問題，例如LED性能可能隨著溫度和時間而變化，因此，在許多情況下無法達(dá)到空間/顏色維持或者人眼感官的要求。現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)有一些負(fù)反饋控制方案來克服這些問題。例如，在負(fù)反饋強度/顏色控制光源中，通量傳感器或者顏色傳感器用于檢測輸出的光，并且檢測結(jié)果被用來與預(yù)校準(zhǔn)的參考進(jìn)行比較。位于檢測結(jié)果和預(yù)校準(zhǔn)的參考之間的誤差經(jīng)控制算法的進(jìn)一步處理并且用于通過采用脈沖寬度調(diào)制或者幅度調(diào)制來確定 LED的驅(qū)動電流。通過這樣的方法，保持檢測結(jié)果與預(yù)校準(zhǔn)的參考一致，從而輸出照明強度或顏色相應(yīng)地保持穩(wěn)定。然而，現(xiàn)有技術(shù)中也存在一些問題。例如，在一些解決方案中，通常在不同的時間段檢測不同的發(fā)光單元，這使得檢測的結(jié)果不是實時的。另外，為一個LED陣列配置一個傳感器需要許多傳感器，這給照明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計和成本控制帶來了副作用。不同的傳感器之間的個體差異以及不同傳感器的檢測性能隨時間的變化的差異能夠造成照明系統(tǒng)的閉環(huán)控制效果的變化，在實際應(yīng)用中通常希望這些變化是被消除的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了控制多個發(fā)光單元的照明特性的方法以及系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種控制多個發(fā)光單元的照明特性的方法，該方法包括以下步驟為每個發(fā)光單元提供驅(qū)動電流；檢測每個發(fā)光單元所發(fā)出的光的照明強度和/或顏色；以一組驅(qū)動信號分別調(diào)整每個發(fā)光單元的所述驅(qū)動電流以便根據(jù)預(yù)定的照明設(shè)置調(diào)整每個發(fā)光單元的所述照明強度和/或顏色，其中每組驅(qū)動信號具有不同于對應(yīng)于其他的發(fā)光單元的其他組的驅(qū)動信號的周期特征的特有周期特征，并且每組驅(qū)動信號響應(yīng)于從每個發(fā)光單元所發(fā)出的光的所檢測到的照明強度和/或顏色。在本發(fā)明中，使用具有獨特周期特性的驅(qū)動信號來調(diào)節(jié)每個發(fā)光單元的驅(qū)動電流，因此每個發(fā)光單元所發(fā)出的光具有不同的周期(頻率)特征，因此相應(yīng)地檢測信號也具有獨特的周期(頻率)特征，因而，能夠同時檢測每個發(fā)光單元的信號并加以準(zhǔn)確地識別。根據(jù)本發(fā)明提供的方法的一個實施例，檢測步驟包括以下子步驟通過使用傳感器，即公共傳感器，檢測從每個發(fā)光單元所發(fā)出的光的至少一部分的組合的、混合的照明強度和/或顏色；以及從所述混合的照明強度和/或顏色中識別從每個發(fā)光單元所發(fā)出的光的各自的照明強度和/或顏色。
在現(xiàn)有技術(shù)中，采用多個傳感器來檢測多個發(fā)光單元的照明強度和/或顏色，甚至每個發(fā)光單元裝備有一個傳感器。但是，因為不同的傳感器之間存在著個體性能差異，而且不同的傳感器之間隨時間的變化也存在性能衰減差異，這種控制難以達(dá)到最佳效果。在本發(fā)明的上述實施例中，僅采用一個公共傳感器來檢測所有發(fā)光單元的照明強度和/或顏色，這可以克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述限制，提供了一致的檢測效果。因為公共傳感器的性能衰減帶給每個發(fā)光單元相同的效果，因此控制效果能夠保持在一個穩(wěn)定的水準(zhǔn)。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種光導(dǎo)裝置，包括一個光導(dǎo)以及多個光偏轉(zhuǎn)單元，其中，所述多個光偏轉(zhuǎn)單元位于所述光導(dǎo)的同一表面上并且沿所述光導(dǎo)的延伸方向，并且所述多個光偏轉(zhuǎn)單元被配置為使得每個光偏轉(zhuǎn)單元能夠?qū)碜云湎鄬?cè)的光中的至少一部分偏轉(zhuǎn)至所述光導(dǎo)的所述延伸方向的同一方向。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種照明系統(tǒng)，包括多個發(fā)光單元、一個檢測子系統(tǒng)和一個控制器；其中，所述檢測子系統(tǒng)被配置為檢測從每個發(fā)光單元所發(fā)出的光的照明強度和/或顏色；以及所述控制器被配置為接收所述檢測子系統(tǒng)的、表示所述從每個發(fā)光單元所發(fā)出的光的照明強度和/或顏色的輸出信號以及產(chǎn)生多組驅(qū)動信號來響應(yīng)于所述輸出信號而分別調(diào)整每個發(fā)光單元的所述驅(qū)動電流，以便根據(jù)預(yù)定的照明設(shè)置來調(diào)整從每個發(fā)光單元所發(fā)出的光的照明強度和/或顏色；其中每組驅(qū)動信號具有不同于對應(yīng)于其他的發(fā)光單元的其他組的驅(qū)動信號的特有周期特征的特有周期特征。在本發(fā)明的照明系統(tǒng)的一個實施例中，所述檢測子系統(tǒng)包括一個公共傳感器，所述傳感器被配置為檢測從每個發(fā)光單元所發(fā)出光的至少一部分的組合的、混合的照明強度和/或顏色；所述檢測子系統(tǒng)還包括識別單元，所述識別單元被配置為從所述混合的照明強度和/或顏色中識別從每個發(fā)光單元所發(fā)出的光的各自的照明強度和/或顏色。在本發(fā)明的照明系統(tǒng)的一個實施例中，檢測子系統(tǒng)還包括一個公共光導(dǎo)裝置，所述公共光導(dǎo)裝置被設(shè)置為將所述從每個發(fā)光單元所發(fā)出的光的至少一部分引導(dǎo)向所述公共傳感器。


通過參照附圖從以下所作的對非限制性實施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、 目的和優(yōu)點將會變得更明顯。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的控制多個發(fā)光單元照明特性的方法的流程圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的方法中的檢測步驟的流程圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的方法中的識別子步驟的流程圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的發(fā)光單元的示意圖；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的光導(dǎo)裝置的結(jié)構(gòu)及其與LED陣列的位置關(guān)系的示意圖；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的光導(dǎo)裝置的局部剖視圖；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的光導(dǎo)的立體示意圖；圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的光導(dǎo)的側(cè)面剖視圖及橫截面剖視圖；圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的照明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的照明系統(tǒng)的截面示意圖；圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的照明系統(tǒng)的截面示意圖；圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的光導(dǎo)裝置的示意圖，該光導(dǎo)裝置可以用于具有面分布的照明系統(tǒng)；其中，相同或相似的附圖標(biāo)記表示相同或相似的步驟特征或裝置(模塊)。
具體實施例方式圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的控制多個發(fā)光單元照明特性的方法的流程圖。在步驟Sl中，分別地為每個發(fā)光單元提供驅(qū)動電流。在步驟S3中，分別地檢測從每個發(fā)光單元所發(fā)出的光的照明強度和/或顏色。例如，如果每個發(fā)光單元僅包含一個單色LED陣列，則可以采用強度傳感器，僅檢測從每個發(fā)光單元所發(fā)出的光的照明強度。眾所周知，通過調(diào)節(jié)不同基色的比例(分配)，兩個或更多不同的基色可混和得到不同的混合顏色。如果每個發(fā)光單元包括多個不同基色的發(fā)光源， 則顏色傳感器可用于測量從每個發(fā)光單元所發(fā)出的光的照明強度和/或顏色。在步驟S5中，以一組驅(qū)動信號分別調(diào)節(jié)每個發(fā)光單元的驅(qū)動電流，其中每組驅(qū)動信號具有不同于對應(yīng)于其他的發(fā)光單元的其他組的驅(qū)動信號的周期特征的特有周期特征， 并且每組驅(qū)動信號響應(yīng)于從每個發(fā)光單元所發(fā)出的光的所檢測到的照明強度和/或顏色， 以使得根據(jù)一個預(yù)定的照明設(shè)定來調(diào)節(jié)每個發(fā)光單元的照明強度和/或顏色。例如，對應(yīng)于第一發(fā)光單元的第一組驅(qū)動信號的周期能夠被設(shè)為ans，對應(yīng)于第二發(fā)光單元的第二組驅(qū)動信號的周期能夠被設(shè)為:3ms，對應(yīng)于第三發(fā)光單元的第三組驅(qū)動信號的周期能夠被設(shè)為7ms，等。預(yù)定的照明設(shè)定能夠根據(jù)不同的應(yīng)用場景而變化。例如，如果每個發(fā)光單元僅能發(fā)出白光，則照明設(shè)定能夠是每個發(fā)光單元保持相同的照明強度以提供穩(wěn)定、均勻的照明； 如果每個發(fā)光單元包括多個不同基色的LED陣列，則照明設(shè)定能夠是由從每個發(fā)光單元發(fā)出的光形成特定的圖案；當(dāng)然，照明設(shè)定也能夠是隨時間可變化的，從而每個發(fā)光單元能夠形成可變化的圖案，類似于電影投映一樣。通過循環(huán)執(zhí)行步驟Si、S3、S5形成閉環(huán)控制。通過檢測從每個發(fā)光單元所發(fā)出的光的特征，能夠調(diào)節(jié)不同基色的分配來實現(xiàn)從該發(fā)光單元所發(fā)出的光的顏色控制。在本發(fā)明的一個實施例中，通過檢測從每個發(fā)光單元所發(fā)出的光的照明強度和顏色而獲得檢測信號，該檢測信號能夠用于與某一預(yù)定的顏色設(shè)定進(jìn)行比較而得到反饋信息，該反饋信息能夠被轉(zhuǎn)化為用于調(diào)節(jié)每個發(fā)光單元的驅(qū)動電流的驅(qū)動信號，因而獲得期望的顏色。本發(fā)明的方法包含具有獨特周期特性的驅(qū)動信號來調(diào)節(jié)每個發(fā)光單元的驅(qū)動電流，所以從每個發(fā)光單元發(fā)出的光也具有周期特征并且每個發(fā)光單元的檢測信號也具有獨特的周期(頻率) 特征，因此，可以同時檢測每個發(fā)光單元的照明強度和/或顏色并加以準(zhǔn)確地識別。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的方法中的檢測步驟的流程圖。如在此所示，該實施例中的檢測步驟S3包括檢測子步驟S31和識別子步驟S33。在檢測子步驟S31中，通過使用公共傳感器檢測從每個發(fā)光單元所發(fā)出的光的至少一部分的組合的、混合的照明強度和/或顏色。在識別子步驟S33中，從混合的照明強度和/或顏色中識別從每個發(fā)光單元所發(fā)出的光的各自的照明強度和/或顏色。在檢測子步驟S31中，可以通過一個公共光導(dǎo)裝置將從每個發(fā)光單元發(fā)出的至少一部分光導(dǎo)向公共傳感器。因為分別對應(yīng)于每個發(fā)光單元的每組驅(qū)動信號具有不同的周期特征，所以從每個發(fā)光單元發(fā)出的光也具有獨特的周期特征，因此，公共傳感器的輸出是具有不同周期特征的電信號的疊加信號。因此，在識別子步驟S33中，可以采用模擬信號濾波或者數(shù)字信號處理等方式從公共傳感器的輸出信號中提取出每個發(fā)光單元的照明強度和/或顏色。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的方法中的識別子步驟的流程圖。如在此所示，該實施例中的識別子步驟S33包括子步驟S331和S333。在子步驟S331中，將表示多個發(fā)光單元的組合照明強度和/或顏色的傳感器輸出信號通過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(A/D轉(zhuǎn)換器)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。在子步驟S333中，通過一個數(shù)字信號處理器(DSP)對上述數(shù)字信號進(jìn)行處理，以區(qū)分分別對應(yīng)于每個發(fā)光單元的照明強度和/或顏色的信號。例如但不限于， 數(shù)字信號處理器的處理可以包括對來自A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字信號進(jìn)行離散傅里葉變換，以便能夠在頻域?qū)υ摂?shù)字信號進(jìn)行處理。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解，對來自A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字信號進(jìn)行任何其他已知的數(shù)學(xué)變換以在變換域進(jìn)行信號處理均是可行的。在本發(fā)明的方法的另一個實施例中，檢測步驟S3包括通過使用多個光導(dǎo)裝置分別將從每個發(fā)光單元發(fā)出的光的至少一部分引導(dǎo)向一個公共傳感器的子步驟。例如，可以采用光纖作為光導(dǎo)裝置，通過多根光纖中的一根分別將從每個發(fā)光單元發(fā)出的光的至少一部分傳輸至公共傳感器。公共傳感器被用于檢測來自每個發(fā)光單元的光的組合的照明強度和/或顏色。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的方法，每個發(fā)光單元僅包括一個LED陣列，每個發(fā)光單元的LED陣列的驅(qū)動電流能夠分別由一個獨立驅(qū)動信號來調(diào)節(jié)，每個驅(qū)動信號具有彼此不同的周期特征。根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個實施例，每個發(fā)光單元包括多個LED陣列，同一發(fā)光單元中的每個LED陣列的顏色能夠各不相同，同一發(fā)光單元中的每個LED陣列的驅(qū)動電流能夠分別由同一組驅(qū)動信號中的一個獨立驅(qū)動信號來調(diào)節(jié)，同一組中的每個驅(qū)動信號具有相同的周期特征，每一組驅(qū)動信號具有彼此不同的周期特征。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的發(fā)光單元的示意圖。該實施例中的發(fā)光單元21包括三個LED陣列22a、22b、22c，三個LED陣列的顏色各不相同，每個LED陣列由多個LED顆粒構(gòu)成。由控制器四為發(fā)光單元21提供一組驅(qū)動信號，該組驅(qū)動信號包括三個具有相同周期特征的獨立驅(qū)動信號，其分別用于調(diào)節(jié)LED陣列22a、22b、22c的驅(qū)動電流，從而調(diào)節(jié)這些陣列的各自的發(fā)光強度。例如但不限于，每個驅(qū)動信號可以是調(diào)幅信號，也可以是調(diào)占空比信號。通過調(diào)節(jié)發(fā)光單元21內(nèi)的具有不同基色的LED陣列的發(fā)光強度，能夠調(diào)節(jié)從發(fā)光單元21發(fā)出的光的顏色和強度。例如但不限于，LED陣列22a、22b、22c的顏色能夠選自紅、綠、藍(lán)。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的光導(dǎo)裝置的結(jié)構(gòu)及其與LED陣列的位置關(guān)系的示意圖。圖6示出了該光導(dǎo)裝置的局部剖視圖。光導(dǎo)裝置11主要包括光導(dǎo)12，位于光導(dǎo)12的表面上并且沿著光導(dǎo)12的延伸方向的多個光偏轉(zhuǎn)單元13。多個發(fā)光單元21被放置于光導(dǎo)12之下，分別位于偏轉(zhuǎn)單元13所處位置的下方。每個發(fā)光單元21包括多個LED 陣列22a、22b、22c。如圖6所示，圖中箭頭表示光，光來自于光偏轉(zhuǎn)單元13的相對側(cè)，其中部分光穿透光導(dǎo)12射向光導(dǎo)12的另一側(cè)，另一部分光通過光偏轉(zhuǎn)單元13被偏轉(zhuǎn)向光導(dǎo)12的延伸方向，被偏轉(zhuǎn)向延伸方向的光在光導(dǎo)12內(nèi)部的傳輸近似于內(nèi)部全反射。每個光偏轉(zhuǎn)單元13將每個相應(yīng)發(fā)光單元21的光的一部分偏轉(zhuǎn)向沿著光導(dǎo)12的延伸方向的同一方向， 被偏轉(zhuǎn)向同一方向的光能夠用于檢測，光導(dǎo)12位于該方向的一端能夠被稱為檢測端。在該實施例中，光偏轉(zhuǎn)單元13優(yōu)選地由多個V型棱柱結(jié)構(gòu)14構(gòu)成，形成鋸齒形， 通過對棱柱的數(shù)量、每個棱柱的尺寸以及傾角的設(shè)計，可以很方便的控制通過光偏轉(zhuǎn)單元 13所偏轉(zhuǎn)的光強度的百分比。光偏轉(zhuǎn)單元13能夠通過不連續(xù)或不完全連續(xù)排列的多個V 型棱柱結(jié)構(gòu)14構(gòu)成，如圖5中所示；光偏轉(zhuǎn)單元13也能夠通過連續(xù)排列的多個V型棱柱結(jié)構(gòu)14構(gòu)成。當(dāng)然，光偏轉(zhuǎn)單元13也可以由梯形、圓弧形或其他外形的棱柱結(jié)構(gòu)構(gòu)成。棱柱的數(shù)量和用于每個光偏轉(zhuǎn)單元13的每個棱柱的尺寸被設(shè)計以使得來自其相應(yīng)發(fā)光單元的、預(yù)定百分比的光被偏轉(zhuǎn)向同一方向。光偏轉(zhuǎn)單元距離檢測端越遠(yuǎn)，通過光偏轉(zhuǎn)單元偏轉(zhuǎn)的光因為較遠(yuǎn)的傳輸距離以及途中其他偏轉(zhuǎn)裝置的散射所遭受的損耗就越大，因此每個光偏轉(zhuǎn)單元中所包括的棱柱的數(shù)量并不完全相同。距離檢測端越近的光偏轉(zhuǎn)單元，包括的棱柱越少；距離檢測端越遠(yuǎn)的光偏轉(zhuǎn)單元，包括的棱柱越多。上述設(shè)計可以使得通過每個光偏轉(zhuǎn)單元所偏轉(zhuǎn)的并且被傳輸至檢測端的光的光強度幾乎相同，從而降低了傳感器檢測范圍的要求。光導(dǎo)12可以以下材料的至少一種制成聚乙烯、聚酰胺、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PQ。光導(dǎo)12也能夠由二氧化硅或者用于制造光學(xué)玻璃的其他任何材料來制成。眾所周知，所有上述這些材料都具有良好的光傳輸性能。如圖7示出，優(yōu)選地，位于光導(dǎo)12之上還有覆蓋層17，該覆蓋層17通常由PMMA或 PC材料制成并且起保護(hù)作用。在覆蓋層17和光導(dǎo)12之間還有間隙16，間隙16填充有一般選自比所述光導(dǎo)12的材料具有更低折射率的材料，以保證光導(dǎo)12沿著延伸方向的內(nèi)部全反射效果。圖8所示為根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的光導(dǎo)的側(cè)面剖視圖及橫截面剖視圖。該實施例中的光導(dǎo)由光纖制成，包括光纖內(nèi)芯19和光纖封套層18。光偏轉(zhuǎn)單元13設(shè)置在光纖的同一側(cè)，來自光纖另一側(cè)的部分光被偏轉(zhuǎn)向沿著光纖延伸方向的同一方向。在該實施例中，每個光偏轉(zhuǎn)單元13也是由若干側(cè)面呈V型的棱柱結(jié)構(gòu)構(gòu)成，在此標(biāo)記15表示光纖的棱柱側(cè)面剖線。如果光纖內(nèi)芯和光纖封套層的折射系數(shù)分別為1. 492和1. 417，則光纖內(nèi)芯和光纖封套層的全反射角度閾值分別為42°和44°，棱柱結(jié)構(gòu)的夾角α能夠設(shè)置成大于這兩個角度閾值，例如，設(shè)為46°，從而使得來自光纖一側(cè)的光的一部分被偏轉(zhuǎn)并在光纖內(nèi)部傳輸。通常，實施任何前述控制方法的照明系統(tǒng)將配置相應(yīng)的裝置以達(dá)到本發(fā)明的目的，每個裝置分別用于實施前述控制方法的每一步驟或子步驟。圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的照明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如在此所示，該照明系統(tǒng)包括光導(dǎo)裝置11、公共傳感器^KA/D轉(zhuǎn)換器27、數(shù)字信號處理器(DSP) 28、控制器四、多個發(fā)光單元21，雖然圖中僅示出了兩個發(fā)光單元21-1和21-2。在該實施例中，每個發(fā)光單元21包括三個LED陣列22a、22b、22c。LED陣列2 發(fā)紅光，LED陣列22b發(fā)綠光，LED陣列22c發(fā)藍(lán)光。公共傳感器沈是顏色傳感器，能夠區(qū)分紅、綠、藍(lán)三色光。在本發(fā)明的其他實施例中，每個發(fā)光單元能夠包括具有兩個或更多不同顏色的LED陣列，每個LED陣列的顏色不限于紅、綠、藍(lán)三色，并且顏色傳感器所能區(qū)分的那一組基色也不限于紅、綠、藍(lán)三色?？刂破魉姆謩e生成一組三個獨立的驅(qū)動信號來調(diào)節(jié)每個發(fā)光單元的三個LED陣列的驅(qū)動電流。每組驅(qū)動信號具有不同的周期特征，例如，第一發(fā)光單元21-1的驅(qū)動信號周期為ans，第二發(fā)光單元21-2的驅(qū)動信號周期為:3ms，等。優(yōu)選地，所有驅(qū)動信號均為正弦調(diào)幅信號。例如，第一發(fā)光單元21-1的三個LED陣列的所有驅(qū)動信號均為頻率為0. 5kHz 的正弦調(diào)幅信號，第二發(fā)光單元21-2的三個LED陣列的所有驅(qū)動信號均為頻率為0. 33kHz 的正弦調(diào)幅信號，等。光導(dǎo)裝置11能夠選自前面結(jié)合圖5和圖7所描述的光導(dǎo)裝置中的一種。從所有發(fā)光單元21的紅色LED陣列2 發(fā)出的部分光被偏轉(zhuǎn)裝置偏轉(zhuǎn)，并且在光導(dǎo)裝置11中被傳輸、混疊，隨后公共傳感器沈?qū)z測出混合的紅光強度并輸出一個紅光電信號。因為每個紅色LED陣列2 能夠分別通過不同頻率的正弦信號調(diào)節(jié)，所以紅光檢測電信號包括多種頻率成分，其中主要頻率成分包括0. 5kHz,0. 33kHz，亦即每個發(fā)光單元的驅(qū)動信號頻率，及其倍頻。這些倍頻信號主要通過發(fā)光和檢測的非線性特性引起。A/D轉(zhuǎn)換器27將紅光檢測電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并將該數(shù)字信號發(fā)送至DSP^進(jìn)行處理。在DSP^中的處理包括離散傅里葉變換、數(shù)字濾波等，以區(qū)分每個發(fā)光單元的紅色 LED陣列的強度。因為每個發(fā)光單元的驅(qū)動信號頻率單一，所以濾波、識別處理相應(yīng)地簡單。 例如，頻率成分為0. 5kHz的信號及其倍頻信號被識別為來自第一發(fā)光單元21-1的紅色LED 陣列；頻率成分為0. 33kHz的信號及其倍頻信號被識別為來自第二發(fā)光單元21-2的紅色 LED陣列，等。每個發(fā)光單元的驅(qū)動信號的頻率能夠被特別地設(shè)定，以盡可能減少其倍頻成分的相互干擾。將來自第一發(fā)光單元21-1的紅色LED陣列的每個頻率成分的能量加至其檢測照明強度，其他發(fā)光單元的紅色LED陣列的照明強度能夠通過類似方式獲取。每個綠色LED陣列和每個藍(lán)色LED陣列的檢測和識別與每個紅色LED陣列的檢測和識別類似?？刂破魉膶⒚總€LED陣列的檢測照明強度與預(yù)定的照明設(shè)定進(jìn)行比較，并且根據(jù)比較結(jié)果來調(diào)節(jié)每個LED陣列的驅(qū)動信號。一般來說，每個LED陣列發(fā)出的光主要用于照明，被偏轉(zhuǎn)用于檢測的光在其中的百分比不到5%，通過這樣的分光比例(用于檢測的光在從LED陣列發(fā)出的光中的比例)對于人眼感知的照明效果的影響能夠忽略不計。優(yōu)選地，控制器四還能夠根據(jù)每個LED陣列的分光比例補償每個LED陣列的驅(qū)動信號。在本發(fā)明的照明系統(tǒng)的其他的實施例中，每個發(fā)光單元21僅包括一個LED陣列， 例如發(fā)白光的LED陣列，在這種情況下公共傳感器沈能夠僅用于檢測光強。在本發(fā)明的照明系統(tǒng)的其他實施例中，A/D轉(zhuǎn)換器27、數(shù)字信號處理器觀能夠由諸如模擬濾波器的電路或裝置取代。在本發(fā)明的照明系統(tǒng)的其他實施例中，照明系統(tǒng)包括多個光導(dǎo)裝置，例如光纖，并且每個發(fā)光單元各自裝備有一個光導(dǎo)裝置。通過多個光導(dǎo)裝置中的一個將從每個發(fā)光單元發(fā)出的光的一部分傳輸至公共傳感器，并且通過該公共傳感器來感測混合光的照明強度和 /或顏色。圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的照明系統(tǒng)的截面示意圖。該實施例的照明系統(tǒng)具有長條形燈體，包括外殼31、蓋板32、光導(dǎo)裝置11、多個LED陣列，等。從LED陣列發(fā)出的大部分光穿過蓋板32用于照明，小部分光通過光導(dǎo)裝置11偏轉(zhuǎn)以用于檢測。在該實施例中，光導(dǎo)裝置11由光纖制成，該光纖位于LED陣列側(cè)上方并且靠近外殼邊緣。光導(dǎo)裝置11的棱柱結(jié)構(gòu)側(cè)面剖線15呈傾斜設(shè)置，基本上垂直于從每個LED陣列直接發(fā)出的光。圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的照明系統(tǒng)的截面示意圖。該實施例中的照明系統(tǒng)具有長條形燈體，包括外殼31、蓋板32、多個LED陣列，等。光導(dǎo)裝置11直接與蓋板32制成一體，從LED陣列發(fā)出的大部分光穿過蓋板32用于照明，一部分光通過光導(dǎo)裝置11的光偏轉(zhuǎn)單元13被偏轉(zhuǎn)至傳感器并且用于檢測。圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的光導(dǎo)裝置的示意圖。該光導(dǎo)裝置能夠用于具有面分布的照明系統(tǒng)。如在此所示，該光導(dǎo)裝置11包括多個平行設(shè)置的條形光導(dǎo)12。 相鄰條形光導(dǎo)12通過溝槽41相互隔開，溝槽41能夠被填充具有比光導(dǎo)12的材料較低折射率的材料。每個光導(dǎo)12的一端與一個光學(xué)裝置42連接在一起。所有來自每個光導(dǎo)12 的光能夠在該光學(xué)裝置42中被漫反射并且被導(dǎo)向該光學(xué)裝置42的一端，以供公共傳感器 26進(jìn)行檢測。使用這樣的光導(dǎo)裝置的照明系統(tǒng)能夠提供具有面分布的照明。以上對本發(fā)明的實施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于特定的系統(tǒng)、設(shè)備或材料，本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改。
權(quán)利要求
1.一種控制多個發(fā)光單元的照明特性的方法，包括以下步驟提供驅(qū)動電流至每個發(fā)光單元；檢測從每個發(fā)光單元所發(fā)出的光的照明強度和/或顏色；以及以一組驅(qū)動信號分別調(diào)整每個發(fā)光單元的所述驅(qū)動電流以便根據(jù)預(yù)定的照明設(shè)置調(diào)整每個發(fā)光單元的所述照明強度和/或顏色，其中每組驅(qū)動信號具有不同于對應(yīng)于其他的發(fā)光單元的其他組的驅(qū)動信號的周期特征的特有的周期特征，并且每組驅(qū)動信號響應(yīng)于從每個發(fā)光單元所發(fā)出的光所檢測到的照明強度和/或顏色。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述檢測步驟包括以下子步驟通過使用公共傳感器檢測從每個發(fā)光單元所發(fā)出的光的至少一部分的組合的、混合的照明強度和/或顏色；以及從所述混合的照明強度和/或顏色中識別從每個發(fā)光單元所發(fā)出的光的各自的照明強度和/或顏色。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述檢測的子步驟包括通過使用公共光導(dǎo)裝置，將所述從每個發(fā)光單元所發(fā)出的光的至少一部分引導(dǎo)向所述公共傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述識別的子步驟包括通過使用A/D轉(zhuǎn)換器將表示所述混合的照明強度和/或顏色的所述傳感器的輸出信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后通過使用處理器對所述數(shù)字信號進(jìn)行離散傅里葉變換以獲得從每個發(fā)光單元所發(fā)出的光的各自的照明強度和/顏色。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，每個發(fā)光單元包括至少一個獨立控制的 LED陣列，所述LED陣列具有與在相同的發(fā)光單元中的其他的LED陣列不同的顏色，并且每個LED陣列的驅(qū)動電流由在同一組驅(qū)動信號中的單獨的驅(qū)動信號調(diào)整，在同一組中的每個驅(qū)動信號包括相同的周期特征。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述單獨的驅(qū)動信號是調(diào)幅信號或者調(diào)占空比信號。
7.一種光導(dǎo)裝置，包括光導(dǎo)，以及多個光偏轉(zhuǎn)單元，所述多個光偏轉(zhuǎn)單元位于所述光導(dǎo)的同一表面上并且沿所述光導(dǎo)的延伸方向，其中，所述多個光偏轉(zhuǎn)單元被配置為使得每個光偏轉(zhuǎn)單元能夠?qū)碜云湎鄬?cè)的光中的至少一部分偏轉(zhuǎn)至所述光導(dǎo)的所述延伸方向的同一方向。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光導(dǎo)裝置，其特征在于，每個光偏轉(zhuǎn)單元包括多個V型棱柱結(jié)構(gòu)，每個光偏轉(zhuǎn)單元的棱柱的數(shù)量和每個棱柱的尺寸被設(shè)計為使得來自其相對側(cè)的、預(yù)定百分比的光被偏轉(zhuǎn)至所述同一方向。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光導(dǎo)裝置，其特征在于，每個光偏轉(zhuǎn)單元的所述棱的數(shù)量隨每個所述光偏轉(zhuǎn)單元至所述光導(dǎo)的一端的距離而不同。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光導(dǎo)裝置，其特征在于，所述光導(dǎo)裝置還包括位于所述光導(dǎo)之上的覆蓋層，并且所述覆蓋層與所述光導(dǎo)之間的間隙填充有比所述光導(dǎo)的材料具有更低折射率的材料。
11.一種照明系統(tǒng)，包括多個發(fā)光單元；檢測子系統(tǒng)，被配置為檢測從每個發(fā)光單元所發(fā)出的光的照明強度和/或顏色；以及控制器，被配置為接收所述檢測子系統(tǒng)的、表示所述從每個發(fā)光單元所發(fā)出的光的照明強度和/或顏色的輸出信號以及產(chǎn)生多組驅(qū)動信號來響應(yīng)于所述輸出信號而分別調(diào)整每個發(fā)光單元的所述驅(qū)動電流，以便根據(jù)預(yù)定的照明設(shè)置來調(diào)整從每個發(fā)光單元所發(fā)出的光的照明強度和/或顏色，其中每組驅(qū)動信號具有不同于對應(yīng)于其他的發(fā)光單元的其他組的驅(qū)動信號的周期特征的特有的周期特征。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測子系統(tǒng)包括公共傳感器，所述傳感器被配置為檢測從每個發(fā)光單元所發(fā)出光的至少一部分的組合的、混合的照明強度和/或顏色；所述檢測子系統(tǒng)還包括識別單元，所述識別單元被配置為從所述混合的照明強度和/ 或顏色中識別從每個發(fā)光單元所發(fā)出的光的各自的照明強度和/或顏色。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測子系統(tǒng)還包括公共光導(dǎo)裝置，所述公共光導(dǎo)裝置被設(shè)置為將所述從每個發(fā)光單元所發(fā)出的光的至少一部分引導(dǎo)向所述公共傳感器。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的所述照明系統(tǒng)，其特征在于，所述公共光導(dǎo)裝置包括 光導(dǎo)；以及多個光偏轉(zhuǎn)單元，所述多個光偏轉(zhuǎn)單元位于所述光導(dǎo)的同一表面上并且沿所述光導(dǎo)的延伸方向，每個光偏轉(zhuǎn)單元包括多個V型棱柱結(jié)構(gòu)，每個光偏轉(zhuǎn)單元的棱柱的數(shù)量和每個棱柱的尺寸被設(shè)計為使得來自對應(yīng)于所述光偏轉(zhuǎn)單元的發(fā)光單元的、預(yù)定百分比的光被偏轉(zhuǎn)向所述傳感器。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述識別單元包括A/D轉(zhuǎn)換器，被配置為將表示所述混合的照明強度和/或顏色的所述傳感器的輸出信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；以及處理器，被配置為對所述數(shù)字信號進(jìn)行離散傅里葉變換以獲得從每個發(fā)光單元所發(fā)出的光的各自的照明強度和/或顏色。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，每個發(fā)光單元包括至少一個獨立控制的LED陣列，所述LED陣列具有與在相同的發(fā)光單元中的其他的LED陣列不同的顏色， 并且每個LED陣列的驅(qū)動電流由在同一組驅(qū)動信號中的單獨的驅(qū)動信號調(diào)整，在同一組中的每個驅(qū)動信號包括相同的周期特征。
全文摘要
本發(fā)明提出了控制多個發(fā)光單元的照明特性的方法以及系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的照明系統(tǒng)，包括多個發(fā)光單元；檢測子系統(tǒng)，被配置為檢測從每個發(fā)光單元所發(fā)出的光的照明強度和/或顏色；控制器，被配置為接收所述檢測子系統(tǒng)的、表示所述從每個發(fā)光單元所發(fā)出的光的照明強度和/或顏色的輸出信號以及產(chǎn)生多組驅(qū)動信號來響應(yīng)于所述輸出信號而分別調(diào)整每個發(fā)光單元的所述驅(qū)動電流，以便根據(jù)預(yù)定的照明設(shè)置來調(diào)整從每個發(fā)光單元所發(fā)出的光的照明強度和/或顏色，其中每組驅(qū)動信號具有不同于對應(yīng)于其他的發(fā)光單元的其他組的驅(qū)動信號的特有周期特征的特有周期特征。
文檔編號H05B33/08GK102239744SQ200980148964
公開日2011年11月9日 申請日期2009年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月5日
發(fā)明者丁昂, 朱曉燕, 雨果·喬漢·科內(nèi)利森, 魏功明 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司