针对发光二极管的不同光谱的时分光输出感测和亮度调节制造技术

技术编号:7162200 阅读:202 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
在至少一个实施例中,通过在不同时间改变送到多个LED的子组的功率并在功率减小过程中检测LED的亮度,来调节多个LED的亮度。在至少一个实施例中,一旦确定LED的亮度,控制器判定该亮度是否满足目标亮度值,如果不满足,控制器以满足目标亮度值为目的来调节每个LED。在至少一个实施例中,随时间变化改变送到多个LED的子组的功率并调节LED的亮度的过程被称作“时分光输出感测和调节”。因此,在至少一个实施例中,照明系统包括针对不同光谱的发光二极管(LED)的时分光输出感测和调节。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及照明和信号处理领域,且更具体地涉及时分光输出感测和调节发光二极管发射的不同光谱的光的亮度的系统和方法。
技术介绍
发光二极管(LED)作为主流光源正变得特别受欢迎的一部分原因是通过高效率光输出达到节能以及诸如降低汞的环境激励。LED是一种半导体器件,由直流电驱动。LED 的亮度(即发光强度)大致与流过LED的电流成正比例变化。因此,增大提供给LED的电流会增大LED的强度,降低提供给LED的电流会使LED变暗。通过直接降低送到LED的直流电流水平或者通过占空比调制降低平均电流可以改变电流。LED具有元件间差异。例如,对于一个特定电流,一个LED相比另一 LED的亮度可以相差人们可觉察的一个量。此外,由于诸如寿命的因素,LED的亮度可随时间变化。图1描绘灯100,灯100包括包围灯100的元件的外壳101。灯100还包括窄带光传感器102和控制器104,以响应于LED 106的光输出变化来调节送到LED 106的功率。 “窄带”光传感器感测窄光谱带中的光。例如,窄带红色光传感器感测红光,但不感测其它任何颜色的光。除了 LED 106之外,灯100还包括LED 108。LED 106和LED 108具有不同光谱。因此,LED的“光谱”指LED发射的光的一个或若干波长。光的波长确定光的颜色。因此,LED的光谱指LED发射的光的颜色。例如,在一个实施例中,蓝-绿光谱LED 106发射蓝-绿光,红色光谱LED 108发射红色光。灯100通过输入端子112和113接收来自电源电压源110的交流(AC)电压Vac sumY。电压源110例如是公用电,AC电源电压Vac sumY例如在美国是60Hz/110V线电压,或者在欧洲是50Hz/220V线电压。功率控制系统116包括灯驱动器114和115,它们分别向LED 106和108提供驱动电流和i—。驱动电流Iedi 和iLED2是直流电(DC)。改变DC电流iLED1和iLED2的值会改变各自的LED 106和108的亮度。控制器104控制灯驱动器114和115,以控制驱动电流和的各自值。灯驱动器114和115是开关功率变换器。控制器104向灯驱动器114提供脉冲宽度调制开关控制信号CStltl以控制灯驱动器114的开关(未显示),控制器104向灯驱动器115提供脉冲宽度调制开关控制信号CStll以控制灯驱动器115的开关(未显示)。驱动电流和的值与各自的控制信号CScitl和CStll的脉冲宽度和占空比成比例。光传感器102是限带(limited band)光传感器,其感测LED 106的亮度,但对于LED 108发射的光不敏感。LED 106和108发射的光118从外壳101的内表面反射,通过扩散器120传播,产生广谱光122。LED 106和108发出的一些光反射和/或直接传输到光传感器102。光传感器102感测来自LED 106的蓝-绿光的亮度,并将表示LED 106发射的光的亮度的信号SENtl发送到控制器104。如果LED 106的光的亮度相对于预定目标亮度值太低,则控制器104增大驱动电流Iedi,如果LED 106的光的亮度相对于预定目标亮度值太高,则降低驱动电流kED1。预定目标亮度值与设计选择相关。LED的亮度随时间的变化有时与随着时间的过去由LED使用的功率量有关。在至少一个实施例中,随着时间的过去由LED使用的功率与LED的亮度随时间变化直接成正比例。因此,使用更多功率的LED的亮度很可能在使用较少功率的相似质量的LED的亮度出现任何变化之前随时间变化。例如,LED 108仅接收给LED 106和108提供的总功率中的小百分比,如5%。结果,LED 108的亮度相对不受时间的影响。LED 106接收95%的功率, 因此,LED 106的亮度最有可能随时间变化。此外,光122的红色分量的功率相对较小。由于假设LED 108的亮度在照明系统100的寿命中是大致恒定的,所以不给控制器104提供调节LED 108的亮度的任何反馈。因此,照明系统100避免附加光传感器、反馈电路的费用以及感测、调节LED 108的红色光的控制器的复杂度。图2描绘照明系统200。照明系统200包括环境光传感器202,以促进光捕获。光捕获涉及用自然光206补充人造光204,将人造光的调节与自然光的变化相关联。在至少一个实施例中,“自然光”指不由人工方式,即通过灯等,产生的光。在至少一个实施例中,“自然光”指太阳光和反射的太阳光。环境光传感器202的物理位置与设计选择有关。在至少一个实施例中,环境光传感器202物理上附连于灯的外壳208的外部。环境光传感器202在灯的外壳208的外部上的位置帮助最小化人造光204对由灯传感器202接收的环境光206 的影响。功率控制系统211包括控制器210,其控制给光源214提供的功率,因此控制由光源214产生的人造光204的亮度。控制器210产生控制信号CS1,并将控制信号CS1提供给灯驱动器212,以控制由灯驱动器212传送给光源214的功率。灯驱动器212的具体配置与设计选择有关,部分程度上取决于光源214的配置。光源214可以是任何类型的光源,诸如白炽的、荧光的或基于LED的光源。灯驱动器212根据控制信号CS1给光源214提供功率。 环境光传感器202产生感测信号SEN1。感测信号SEN1表示环境光的亮度。如果环境光太低或者太高,控制器210使灯驱动器212增大或降低人造光204的亮度。参照图1和图2,照明系统100包括具有不同光谱的LED 106和108。光源214还可以包括具有不同光谱的个别光源,诸如LED。尽管照明系统100区分具有不同光谱的光源,但照明系统100在光传感器和光源光谱之间具有一对一的对应,即对于发射特定颜色光的光源,光传感器仅感测具有该特定颜色的光。照明系统100通过不感测来自LED 108 的光来节省费用,因此避免了增加另外的光传感器。因为广谱光传感器不能区分来自LED 106的亮度和来自LED 108的亮度,所以照明系统100不使用单个的广谱光传感器感测来自 LED 106和LED 108的光。相应地,控制器104不能检测LED 106和/或LED 108的亮度是否随时间发生了变化。因此,照明系统100以较低费用换取LED 108亮度的准确度和控制。 照明系统200不区分不同光谱的光源,因此不基于光源的光谱定制对光源亮度的调节。
技术实现思路
在本专利技术的一个实施例中,一种设备包括控制器,其配置成至少调节第一发光二极管(LED)发射的光的亮度,并调节第二 LED发射的光的亮度,其中,在所述控制器操作过程中,所述第一 LED发射的光具有与所述第二 LED发射的光不同的光谱。所述控制器进一步被配置成接收表示在第一时间接收的光的亮度的第一信号,并接收表示在第二时间接收的光的亮度的第二信号,其中所述第一 LED和所述第二 LED对亮度的相对影响在所述第一时间和所述第二时间是不同的。控制器进一步被配置成使用来自所述的信号的信息,确定所述第一 LED发射的光的亮度和所述第二 LED发射的光的亮度,并根据一个或多个亮度相关目标值,调节所述第一 LED发射的光的亮度和所述第二 LED发射的光的亮度本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种设备,包括:控制器,所述控制器被配置成至少调节第一发光二极管(LED)发射的光的亮度,并调节第二LED发射的光的亮度,其中,在所述控制器操作过程中,所述第一LED发射的光具有与所述第二LED发射的光不同的光谱,所述控制器进一步被配置成至少:i.接收表示在第一时间接收的光的亮度的第一信号;ii.接收表示在第二时间接收的光的亮度的第二信号,其中所述第一LED和所述第二LED对亮度的相对影响在所述第一时间和所述第二时间是不同的;iii.使用来自所述信号的信息,确定所述第一LED发射的光的亮度和所述第二LED发射的光的亮度;和iv.根据一个或多个亮度相关目标值,调节所述第一LED发射的光的亮度和所述第二LED发射的光的亮度。

【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:约翰·L·梅兰松
申请(专利权)人:塞瑞斯逻辑公司
类型:发明
国别省市:US

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