环境光补偿传感器和过程制造技术

本发明专利技术涉及一种发射光的固态基光源、相应电路系统和方法，包含：一个或多个光源元件，其用于产生光；第一传感器，其用于接收由光源元件发射的光和环境光并且用于产生代表所接收的光的第一传感器信号（Ｓ１）；第二传感器，其用于仅接收环境光并且用于产生代表所接收的环境光的第二传感器信号（Ｓ２）。此外，该固态基光源包含：控制单元，其用于接收第一和第二传感器信号（Ｓ１，Ｓ２）并且用于基于第一和第二传感器信号（Ｓ１，Ｓ２）之间的差值产生用于控制光源元件的控制信号（Ｓｃ）以补偿环境光的影响。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及设有补偿环境光影响的装置的用于发射光的固态基(solid-state based)光源。此外，本专利技术涉及相应的电路系统和方法。
技术介绍
光源将发生改变的方式为，常规照明设备(例如信号灯、照明器等)和系统将越来越多地配备有基于LED的光源(LED 发光二极管)。这些LED光源的主要优点是它们显著 更高的效率和它们增加的寿命。由于非常小的LED尺寸以及它们的灵活的形状因子，对照 明器设计者提供了新颖和令人感兴趣的机会。很多时候多个LED的组合(串联和/或并联地连接)用于增大光输出并且因此实现物理上更大的高亮度照明设备，例如，典型地诸如交通灯。在汽车领域，基于LED的照明 设备也愈来愈多地被实施。可以有利地采用基于LED的光源的附加领域为专业照明应用(例如建设领域)以及消费者应用(例如家庭气氛照明)。特别是在这些应用中，施加在光源上的要求高。特别 地，需要非常良好的颜色质量(例如显色)。此外，另外感兴趣的是根据用户需求来调适这 种LED光源的颜色本身(和/或色温)。所有这些需要针对LED光源的特别定制的电子驱 动电路系统。通常，白光是借助于(不同颜色的)一些不同的LED的组合来产生的。原则上， 这些不同颜色的混合用于产生具有所要求特性的期望的白光(或者也可以是任何其它颜 色)。很多时候使用红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)LED。例如，可以添加诸如琥珀色(A)的 更多颜色以改善颜色质量。还可以使用其它颜色组合。借助于这样的组合，可以调节白光 的光输出(光通量)和色温。借助于电子驱动信号通过选择性地组合由可用的LED产生的 光，可以产生其它颜色。然而，这些可能性需要非常专门的电子驱动电路用于这样的光源的每个LED(或 LED的组合)。另外，可以实施基于传感器的反馈回路(控制)，以便测量光特性以及根据期 望属性来调节光输出。可以采用诸如例如光传感器(测量光通量)或者(真实)颜色传感 器(测量光谱)之类的常规感光设备来测量光特性。可以添加诸如温度感测设备之类的另 外的传感器。所有感测的数据将用于馈送给照明设备的控制电路系统，只要已经达到所需 要的光特性，该控制电路系统将独立地调节LED的驱动电流。在各种各样的基本电路中，可 以修改LED的电子驱动电流，这些为现有技术。举例而言，应提到的是脉宽调制(PWM)、振幅 调制(AM)以及直流馈送。通常，颜色控制原理经常基于颜色反馈回路，其中颜色传感器用于测量实际的光 (光谱、颜色)。根据传感器信号，固态基光源的输出可以朝所要求的设置来调节和调适。由 于颜色传感器不仅识别相关光源的辐射光谱(其将被控制)，而且识别其它干扰源(环境 光)的光谱，因此必须使用特殊的设置和/或过程来补偿这一点。US 2006/0152725A1公开了包含照射系统和用于补偿环境光贡献的感测系统的基于LED的测量仪器。照射系统包含调制的LED，而感测系统包含用于第一级的光电二极管、 跨阻放大器和积分器以补偿环境光对第一级的输出端的影响。这些部件昂贵且必需实施复 杂的控制电路，这使得所述设备昂贵。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述缺点，并且提供简单、廉价且易于组装的具有用于补偿环境光影响的装置的固态基光源。本专利技术通过提供一种用于发射光的固态基光源来实现此目的，该固态基光源包 含一个或多个光源元件，其用于产生光；第一传感器，其用于接收由光源元件发射的光和 环境光并且用于产生代表所接收的光的第一传感器信号；第二传感器，其用于仅接收环境 光并且用于产生代表所接收的环境光的第二传感器信号；以及控制单元，其用于接收该第 一和第二传感器信号并且用于基于该第一和第二传感器信号之间的差值产生用于控制所 述光源元件的控制信号以补偿环境光的影响。根据本专利技术，具有相应布线的第二传感器与 被相应地调节的控制单元一起被提供。可以采用相同的传感器。第一传感器被定位成接收 从光源元件发射的光和环境光并且可以包含用于保证从这两个光源发射的光能够到达该 传感器的装置。第二传感器包含装置，其被定位成防止由光源元件发射的光到达该传感器。本专利技术的有利实施例包含第三传感器，该第三传感器被保护免受光照射，用于产 生代表暗度的第三传感器信号以用作参考，其中所述控制单元还接收第三传感器信号，以 便将第三传感器信号考虑在内来产生用于控制光源元件的控制信号。该第三信号构成定义 基线的参考信号，使得由第一和第二传感器产生的传感器信号可以按照更精确的方式来评 估。基本思想在于，基于差值的评估比基于绝对值的评估更精确，因为例如温度变化的外部 影响很大程度上得到补偿，因为这些外部影响几乎同样地影响所采用的传感器。本专利技术的优选实施例设有输入单元，其用于输入有关由固态基光源发射的光的 期望属性的信息；以及控制单元，其用于接收来自输入单元的信息并且用于产生用于根据 这些期望属性来控制光源元件的控制信号。用户具有限定由固态基光源发射的光的属性的 可能性。这样的属性可以是待发射的光的颜色或亮度。有利地，另一实施例包含导向装置，其用于选择性地将环境光以及由光源元件产 生的光导向到第一传感器并且将环境光单独导向到第二传感器。这些装置确保这两个传感 器被提供有恰当的光，使得环境光的影响可以正确地得到补偿。导向装置的实例可以是将 在限定位置接收到的光导向到第一和/或第二传感器的光导。本专利技术的优选版本包含漫射器，其至少部分地置于光源元件和传感器之上，用以 通过将由光源元件产生的光的至少部分导向到第一传感器以及通过将环境光解调并均勻 地导向到第一和第二传感器，改善由第一和第二传感器产生的传感器信号的质量。漫射器 混合到达传感器的光。此外，光以均勻的方式到达传感器。相应地，传感器接收到更精确限 定的光，其使得传感器能够产生增强和改善的传感器信号。有利地，本专利技术的又一实施例具有滤波构造，其包含用于收集环境光和由光源元 件产生的光的第一漫射器和用于仅收集环境光的第二漫射器；以及安装单元，其用于整体 地安装第一和第二传感器和该滤波构造，其中第一漫射器将所收集的光导向到第一传感器 并且第二漫射器将所收集的光导向到第二传感器。安装单元有助于部件的组装，因为它们可以在作为整体插入到固态基光源中之前单独地预组装在安装单元内。这是有利的，因为固态基光源内部的可用空间经常非常有限，这使得组装更加复杂。组装的复杂性随着必须 安装的单独部件的数目的增加而增大。因此，将传感器以及滤波构造和电源所需要的所有 部件预组装在没有显著空间限制的环境内，即固态基光源的外部，明显地有助于固态基光 源的制造，得到更加经济的产品。一个优选实施例的特点在于第一漫射器突出到安装单元之上并且具有至少一个 第一侧壁和第一端表面，该第一端表面具有第一面朝外层和第二面朝内层，其中突出到安 装单元之上的侧壁的部分以及第一面朝外层是透明的且第二面朝内层至少部分地将已经 穿透侧壁的光导向到第一传感器；以及第二漫射器具有至少一个透明的第二侧壁和第二透 明端表面，该端表面与安装单元对准，所述安装单元具有不透明的分界(delimiting)壁。 这种布置确保第一传感器被环境光和由固态基光源的光源元件发射的光所入射，而第二传 感器仅加载了环境光。本专利技术的有利的进一步发展在于第一和第二漫射器相等地突出到安装单元之 上。这导致本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于发射光的固态基光源，包含－一个或多个光源元件（１２），其用于产生光，－第一传感器（１４），其用于接收由光源元件（１２）发射的光和环境光并且用于产生代表所接收的光的第一传感器信号（Ｓ１），－第二传感器（１６），其用于仅接收环境光并且用于产生代表所接收的环境光的第二传感器信号（Ｓ２），以及－控制单元（２４），其用于接收第一和第二传感器信号（Ｓ１，Ｓ２）并且用于基于第一和第二传感器信号（Ｓ１，Ｓ２）之间的差值产生用于控制光源元件（１２）的控制信号（Ｓｃ）以补偿环境光的影响。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A希尔格斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]