用于光强度控制的方法和装置的制作方法

专利名称：用于光强度控制的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明主要地涉及照明系统。具体而言，这里公开的各种发明方法和装置涉及一 种用于照明系统的光强度控制方法和装置。
背景技术：
数字发光技术(即基于半导体光源如发光二极管(LED)的照明)提供了对传统荧 光、HID和白炽灯的一种可行替代。LED的功能优点和益处包括高能量转换和光学效率、可 耐用性、低操作成本以及许多其它优点和益处。LED技术的近来发展已经提供在许多应用 中实现多种发光效果的高效而鲁棒的全光谱发光源。如在通过参考结合于此的美国专利第 6，016，038号和美国专利第6，211，626号中具体讨论的那样，体现这些源的一些设备以如 下发光模块和处理器为特征，该发光模块包括能够产生不同颜色如红色、绿色和蓝色的一 个或者多个LED，而该处理器用于独立地控制LED的输出以便生成多种颜色和颜色改变的 发光效果。众所周知，可以通过交互混合来自不同颜色的光源的充分数量的光来生成所需光 谱组成或者按照光度术语为所需色度和光通量的光。当交互混合例如来自不同颜色的LED 的光时，混合光的色度可以充分准确地取决于LED的特性，比如强度、中心波长和光谱宽度。LED的特性可能由于多个原因(例如器件老化和/或器件操作温度的起伏)而变 化。这些变化可能在LED的操作条件之下引起所不希望的影响。可能的解决方案包括光学 反馈控制，该光学反馈控制用于监视不同颜色的LED的光通量输出并且调节LED的驱动电 流，从而各LED发射的光或者至少由成组LED生成的混合光的光通量输出和色度保持基本 上恒定。监视发射的光需要例如按照LED颜色或者LED来测量光通量输出的一些装置。迄今为止，已经提出若干光学反馈解决方案以检测和评估发光器件的输出光的光 通量输出和色度以便监视这些特性。例如，一种解决方案教导了光感测器的阵列，各光感测 器具有响应于所选颜色的光的所选滤色器。然而这样的光感测器通常由于各种颜色的LED 发射的光的光谱辐射功率分布重叠而易受光学串扰。这一光学串扰可能降低光感测器收集 的光信息的准确度。此外，这一方式易受环境光的存在所影响；例如在各光学滤波器的颜色 范围中的环境光可能无法与发光器件的输出光区别开。另一解决方案包括具有用于光学反馈的多通道颜色感测器的LED发光设备，其中 各通道包括宽带光感测器和透射率与红色、绿色和蓝色LED光谱辐射功率分布的透射率近 似的滤色器。由于LED的光谱辐射功率分布往往针对不同颜色而重叠，所以通道串扰不可 避免并且可能限制光学反馈系统的性能。此外，这一方式也易受环境光影响。—种类似解决方案包括具有用于隔离各LED颜色生成的光的滤色器的多个光感 测器。然而这一方式同样在LED的光谱功率分布重叠时(例如具有红色和琥珀色LED或者 暖白色和蓝色或者绿色LED就会出现)受困于串扰。此外，这一方式也易受环境光影响。对上述光学串扰问题的一种部分解决方案在于选择具有窄带宽和陡峭截止频率特性的带通滤波器。虽然可以使用多层干扰滤波器来实现针对这样的滤波器的令人满意的 性能水平，但是这些干涉滤波器可能昂贵并且通常需要用于校准发射的光的另外的光学器 件，因为干涉滤波器特性依赖于光入射到这些滤波器的入射角。与干涉滤波器相关联的另一问题在于LED的中心波长依赖于LED结温度并且这一 中心波长可以根据LED类型而明显地变化。此外，干涉滤波器的带通透射率谱也依赖于温 度。光感测器的输出信号因此依赖于LED的由与之关联的干涉滤波器的带通特性修改的光 谱辐射功率分布。因此存在如下解决方案，其中即使LED光谱辐射功率分布保持恒定，光感 测器的输出信号仍然可能随环境温度改变，这可能进一步限制感测器系统的性能。在又一方式中，来自各LED颜色的辐射可以由如下电子控制电路控制，该电子控 制电路有选择地关断与在时间脉冲序列中当前未测量的颜色相对应的LED。然后单个宽带 光学感测器可以用于检测。这一方式的问题在于每当将LED去能量时定期地并且可能急剧 地更改色平衡，由此可能引起明显闪烁。由于光学感测器需要最少数量的时间以准确地并 且以可接受的信噪比感测赋能的LED的辐射通量，所以采样频率的选择可能受光学感测器 的灵敏度和噪声特性限制。有限采样频率可能造成针对光学反馈回路的更低采样分辨率和 更长响应时间。由于一次测量来自不多于一种LED颜色的光，所以这一用于光学数据收集 的方式可能将反馈回路响应时间增加约系统中所用不同LED颜色的数目。例如对于具有红 色、绿色和蓝色LED串的系统，响应时间可以乘以约为三的因子，而对于具有红色、绿色、蓝 色和琥珀色LED串的系统，响应时间可以乘以约为四的因子。此外，这一方式也易受无法有 选择地防止其到达光学感测器的环境光影响。一种用于避免可视闪烁的可能方式在于使用很快的脉冲序列来接通和关断LED。 然而这一方式因而易受LED驱动电流脉冲的上升和下降时间、驱动电流纹波、以及电噪声 的影响。另一用于避免可视闪烁的可能方式在于保证在脉冲控制光源的时段期间的平均 光输出基本上等于在普通操作期间的标称连续光输出。另一方式在于通过关断针对当前测 量的颜色的LED而不关断其它LED，然后通过相减来计算所需测量从而减轻闪烁。然而这些 提出的解决方案均未解决由于光采样所需的去激活序列所致的色平衡的定期和潜在急剧 改变或者反馈回路响应时间的降级。除非在可以例如在不同发光设备中的LED串之间精确地同步脉冲序列，顺序脉冲 解决方案也易受来自相邻LED串的干扰影响，即使那样，如果LED串生成不同数量的颜色的 光，则一个串的输出可能无意中被另一个串感测到。在另一方式中，LED由PWM驱动电流脉冲驱动，并且只要驱动电流已经达到全量 值，LED的光输出就由宽带光学感测器采样。这一过程可以避免PWM脉冲的上升和下降时 间的影响。然后可以通过低通滤波来确定平均驱动电流。与这一方式关联的困难可能在于 必须同步PWM脉冲从而在PWM时段期间的有限时间段内将至少一种LED颜色去能。这一要 求可以阻止所有不同颜色LED按照100%的占空比因子在全功率操作。与平均光感测方法 关联的另一弊端在于采样时段通常必须为光学感测器可靠地测量赋能的LED的辐射通量 提供充分时间。此外，这一光感测方法要求将依次测量LED颜色，这可能限制反馈回路响应 时间。也可以用具有不同频率的不同驱动波形驱动不同颜色的LED，由此允许使用锁入放大器(零差)技术来测量各LED颜色的强度。尽管这一方式对环境光不敏感，但是除非为各串分配唯一调制频率集，它易受来自相邻LED串的干扰。尽管已知数字频率合成技术， 但是它们一般不适合于在要求大量生产和低成本的产品中的微控制器。要求不同频率用于 各LED串也将使利用LED串的发光设备的安装和试运转变得复杂。因此在本领域中需要一种新的用于发光设备的光强控制的方法和装置。

发明内容
本公开内容涉及用于照明系统中的光强度控制的发明方法和装置。在本发明的各 种实施例和实施方式中，使用码分多址(CDMA)修改信号来配置用于驱动一个或者多个光 源的阵列的控制信号。使用不同CDMA修改信号来配置不同控制信号，从而不同地配置来自 不同阵列的光。CDMA修改信号可以用来在来自阵列的光混合时区别用于各阵列的光学特 性。为此，可以根据CDMA修改信号对混合光进行电子滤波以恢复使用该CDMA修改信号来配 置的光的方面。电子滤波器的输出因此可以基本上与相关联阵列的辐射通量输出成比例。 控制器可以使用这一信息作为反馈以调节控制信号。在本发明的实施例中，确定的光学特 性可以例如用于照明系统的反馈控制。一般而言，在一个方面中，提供一种用于生成具有所需光通量和/或色度的光的 发光单元(10)，该发光单元包括一个或者多个光源的一个或者多个第一阵列(20)，适合 于响应于第一驱动电流来生成第一种光，以及一个或者多个光源的一个或者多个第二阵列 (30)，适合于响应于第二驱动电流来生成第二种光；第一电流驱动器(28)，配置成基于第 一控制信号向一个或者多个第一阵列供应第一驱动电流，以及第二电流驱动器(38)，配置 成基于第二控制信号向一个或者多个第二阵列供应第二驱动电流；光学感测器(60)，用于 感测包括第一种光和第二种光的组合的光的部分，该光学感测器配置成生成代表光的感测 器信号；控制器(50)，配置成至少部分地基于所需光通量和/或色度来生成第一控制信号 和第二控制信号，第一控制信号至少部分地根据第一 CDMA修改信号来配置，由此造成至少 部分地根据第一 CDMA修改信号来调制第一种光；以及电子CDMA滤波器(24)，配置成基于 第一 CDMA修改信号对感测器信号进行电子滤波，由此确定第一种光的用于向控制器反馈 的一个或者多个光学特性；由此向控制器提供反馈以有助于生成具有所需光通量和/色度 的光。在另一方面中，提供一种用于生成具有所需光通量和/或色度的光的方法，该光 包括来自第一光源的第一种光和来自第二光源的第二种光，该方法包括以下步骤生成各 自至少部分地基于所需光通量和/或色度的第一驱动电流和第二驱动电流，该第一驱动电 流还至少部分地根据第一 CDMA修改信号来配置；分别根据第一驱动电流和第二驱动电流 来驱动第一光源和第二光源，由此造成至少部分地根据第一 CDMA修改信号来调制第一种 光；生成代表光的感测器信号；并且基于第一 CDMA修改信号对感测器信号进行滤波，由此 在生成新的第一驱动电流和新的第二驱动电流时确定第一种光的用于反馈的一个或者多 个光学特性。在另一方面中，提供一种包括计算机可读介质的计算机程序产品，该计算机可读 介质具有记录于其上的语句和指令，这些语句和指令用于由处理器执行以实现生成具有所 需光通量和/或色度的光的方法，该光包括来自第一光源的第一种光和来自第二光源的第二种光，该方法包括以下步骤生成各自至少部分地基于所需光通量和/或色度的第一驱 动电流和第二驱动电流，该第一驱动电流还至少部分地根据第一 CDMA修改信号来配置；分 别根据第一驱动电流和第二驱动电流来驱动第一光源和第二光源，由此造成至少部分地根 据第一 CDMA修改信号来调制第一种光；生成代表光的感测器信号；并且基于第一 CDMA修 改信号对感测器信号进行滤波，由此在生成新的第一驱动电流和新的第二驱动电流时确定 第一种光的用于反馈的一个或者多个光学特性。如这里为了本公开内容而使用的那样，术语“LED”应当理解为包括任何电致发光 二极管或者能够响应于电信号来生成辐射的其它类型的基于载流子注入/结的系统。因 此，术语LED包括但不限于响应于电流来发射光的各种基于半导体的结构、发光聚合物、有 机发光二极管(OLED)、电致发光带等。具体而言，术语LED指代可以配置成在红外光谱、紫 外光谱和可见光谱的各种部分(一般包括从约400纳米至约700纳米的辐射波长)中的一 个或多个光谱中生成辐射的所有类型的发光二极管(包括半导体和有机发光二极管)。LED 的一些例子包括但不限于各种类型的红外线LED、紫外线LED、红色LED、蓝色LED、绿色LED、 黄色LED、琥珀色LED、橙色LED和白色LED (下文讨论)。也应当理解可以配置LED和/或 控制LED以生成针对给出的光谱(例如窄带宽、宽带宽)具有各种带宽(例如半峰全宽或 者FWHM)和在给出的普通颜色分类内具有多种主导波长的辐射。例如，配置成生成实质上白光(例如白色LED)的LED的一种实施方式可以包括分 别发射如下不同电致发光谱的多个DICE (数字集成电路元件)，这些不同电致发光谱组合 混合以形成实质上白光。在另一实施方式中，白光LED可以与将具有第一光谱的电致发光 转换成不同第二光谱的磷光体材料相关。在这一实施方式的一个例子中，具有相对短波长 和窄带宽谱的电致发光“泵浦”磷光体材料，该磷光体材料又辐射具有更宽一些的光谱的更 长波长的辐射。也应当理解术语LED未限制LED的物理和/或电封装类型。例如，如上文讨论的 那样，LED可以指代单个如下发光器件，该发光器件具有配置成分别发射不同辐射光谱(例 如可以或者不可以个别地可控)的多个DICE。LED也可以与视为LED(例如某些类型的白 色LED)的整体一部分的磷光体相关。一般而言，术语LED可以指代封装的LED、非封装的 LED、表面装配LED、板上芯片LED、T封装装配LED、径向(radial)封装LED、功率封装LED、 包括某类套装和/或光学元件(例如扩散透镜)的LED等。术语“光源”应当理解为指代多种辐射源中的任何一个或者多个，这些辐射源包括 但不限于基于LED的源(包括如上文限定的一个或者多个LED)、白炽灯源(例如白炽灯、卤 素灯)、荧光源、磷光源、高强度放电源(例如钠蒸气、汞蒸气和金属卤化物灯)、激光、其它 类型的电致发光源、热致发光源(例如火焰)、烛致发光源(例如汽灯罩、碳弧辐射源)、光 致发光源(例如气态放电源)、使用电子饱和的阴极发光源、化电发光源、晶体发光源、动致 发光源、热致发光源、摩擦发光源、声纳发光源、辐射发光源和发光聚合物。给出的光源可以被配置成在可见光谱内、在可见光谱以外或者在二者的组合中生 成电磁辐射。因此这里可互换地使用术语“光”和“辐射”。此外，光源可以包括作为整体部 分的一个或者多个滤波器(例如滤色器)、透镜或者其它光学部件。也应当理解可以配置光 源用于包括但不限于指示、显示和/或照明的多种应用。“照明源”是特别地配置成生成具 有充分强度以有效地照射内部或者外部空间的辐射的光源。在本文中，“充分强度”是指为了提供环境照明(即可以间接感知并且可以例如被全部或者部分地感知之前从多种居间 表面中的一个或者多个反射的光)而在空间或者环境中生成的在可见光谱中的充分辐射 功率(单位“流明”常用来按照光功率或者“光通量”代表在所有方向上从光源输出的全部 光)。术语“光谱”应当理解为指代由一个或者多个光源产生的一个或者多个辐射频率 (或者波长)。因而，术语“光谱”指代不仅在可见光范围中的频率(或者波长)而且在整 个电磁谱的红外线、紫外线和其它区域中的频率(或者波长)。给出的光谱也可以具有相对 窄的带宽(例如具有实质上少数频率或者波长分量的半峰全宽(FWHM))或者相对宽的带宽 (具有各种相对强度的若干频率或者波长分量)。也应当理解给出的光谱可以是两个或者 更多其它光谱的混合结果(例如混合分别从多个光源发射的辐射)。为了本公开内容，术语“颜色”与术语“光谱”可互换地使用。然而，术语“颜色” 一 般用来主要指代观察者可感知的辐射性质(尽管这一用法并非将限制这一术语的范围)。 因而，术语“不同颜色”隐含地指代具有不同波长分量和/或带宽的多个光谱。也应当理解 术语“颜色”可以与白光和非白光结合使用。术语“色温”这里一般与白光结合使用，尽管这一用法并非将限制这一术语的范 围。色温实质上指代白光的特定颜色内容或者阴影(微红、微蓝)。常规地根据辐射与所 讨论的辐射采样实质上相同光谱的黑体辐射体的、以开尔文(K)度数为单位的温度来表征 所给定的辐射采样的色温。黑体辐射体色温一般落在从约700K度(通常视为可为人眼所 见的第一可见光)到10，000K度以上的范围；一般在高于1500-2000K度的色温所感知的白 光。较低色温一般指示具有更显著红色分量或者“更暖感觉”的白光，而较高色温一般指示 具有更显著蓝色分量或者“更冷感觉”的白光。术语“发光设备”这里一般用于指代特定造型因素、组装或者封装的一个或者多个 发光单元的实施方式或者布置。这里使用的术语“发光设备”指代包括一个或多个相同或 不同类型的光源的设备。给出的发光单元可以具有用于光源的多种装配布置、罩体/壳体 布置和形状和/或电和机械连接配置中的任一个。此外，给出的发光单元可选地与涉及光 源操作的各种其它部件(例如控制电路)关联(例如包括这些部件、耦合到这些部件和/ 或与这些部件封装在一起)。“基于LED的发光单元”涉及单独或者与其它非基于LED的光 源组合的、包括如上文讨论的一个或者多个基于LED的光源的发光单元。“多通道”发光单 元涉及包括至少两个如下光源的基于LED或者非基于LED的发光单元，这些光源配置成分 别生成不同辐射光谱，其中各不同源光谱可以被称为多通道发光单元的“通道”。术语“控制器”在这里一般用来描述涉及一个或者多个光源的操作的各种装置。可 以用多种方式(比如用专用硬件)实施控制器以执行这里讨论的各种功能。“处理器”是运 用一个或者多个如下微处理器的控制器的一个例子，该微处理器可以使用软件(例如微代 码)来编程以执行这里讨论的各种功能。可以运用或者不运用处理器来实施控制器，并且 也可以将控制器实施为用于执行一些功能的专用硬件与用于执行其它功能的处理器(例 如一个或者多个编程的微处理器和关联电路)的组合。可以在本公开内容的各种实施例中 运用的控制器部件的例子包括但不限于常规微处理器、专用集成电路(ASIC)和现场可编 程门阵列(FPGA)。在各种实施方式中，处理器或者控制器可以与一个或者多个存储介质(这里一般称为“存储器”，例如易失性和非易失性计算机存储器，比如RAM、PROM、EPROM和EEPR0M、软盘、紧凑盘、光盘、磁带等)关联。在一些实施方式中，可以用一个或者多个如下程序对存储 介质进行编码，该程序在一个或者多个处理器和/或控制器上执行时执行这里讨论的至少 一些功能。各种存储介质可以固定于处理器或者控制器内并且可以是可传送的，从而存储 于其上的一个或者多个程序可以加载到处理器或者控制器中以便实施这里讨论的本发明 的各种方面。术语“程序”或者“计算机程序”这里广义地用来涉及可以用来对一个或者多 个处理器或者控制器进行编程的任一类计算机代码(例如软件或者微代码)。术语“可寻址”这里用来指代如下设备(例如一般为光源、发光单元或者设备、与 一个或者多个光源或者发光单元关联的控制器或者处理器、其它非发光相关器件等)，该设 备配置成接收去往包括它本身的多个设备的信息(例如数据)并且对去往它的特定信息有 选择地做出响应。术语“可寻址”常与其中经由某些通信介质将多个设备耦合在一起的联 网环境(或者“网络”，下文进一步讨论)结合使用。在一种网络实施方式中，耦合到网络的 一个或者多个设备可以适于作为如下控制器，该控制器用于耦合到网络的一个或者多个其 它设备(例如有主/从关系)。在另一实施方式中，联网环境可以包括配置成对耦合到网络 的一个或者多个设备进行控制的一个或者多个专用控制器。一般而言，耦合到网络的多个 设备各自可以有权访问存在于通信介质上的数据；然而，给出的设备可以是“可寻址”，因为 它配置成例如基于向它分配的一个或者多个特定标识符(例如“地址”)来与连接到网络的 一个或者多个其它设备有选择地交互数据(即从这些其它设备接收数据和/或向这些其它 设备发送数据)。如这里所用的术语“网络”涉及两个或者更多设备(包括控制器或者处理器)的 任何如下互连，该互连有助于在任何两个或者更多设备之间和/或在耦合到网络的多个设 备之间传送信息(例如用于设备控制、数据存储、数据交换等)。如应当容易理解的那样，适 合于互连多个设备的各种网络实施方式可以包括多种网络拓扑中的任一个并且运用多种 通信协议中的任一个。此外，在根据本公开内容的各种网络中，在两个设备之间的任一连接 可以代表在两个系统之间的专用连接或者代之以非专用连接。除了运送去往两个设备的信 息之外，这样的非专用连接可以运送未必去往两个设备中的任一设备的信息(例如开放式 网络连接)。另外应当容易理解，如这里讨论的各种设备网络可以运用一个或者多个无线、 有线/线缆和/或光纤链路以有助于在整个网络内的信息传送。如这里所用的术语“用户接口”涉及在人类用户或者操作者与一个或者多个设备 之间的如下接口，该接口在用户与一个或者多个设备之间实现通信。可以在本公开内容的 各种实施方式中运用的用户接口的例子包括但不限于开关、电位计、按钮、转盘、滑块、鼠 标、键盘、键区、各种类型的游戏控制器(例如操纵杆)、跟踪球、显示屏、各种类型的图形用 户接口(GUI)、触屏、麦克风或者可以接收某一形式的由人类生成的刺激并且响应于此来生 成信号的其它类型的感测器。术语“光学感测器”用来定义如下光学器件，该器件具有响应于入射光的特性(比 如它的光通量或者辐射通量)的可测量感测器参数。术语“宽带光学感测器”用来定义对宽 波长范围(如例如可见光谱)内的光具有响应的光学感测器。术语“窄带光学感测器”用 来定义对窄波长范围(如例如可见光谱的红色区域)内的光具有响应的光学感测器。术语“色度”用来根据北美照明工程协会的标准来定义感知的光色印象。术语“光通量”用来根据北美照明工程协会的标准来定义光源发射的可见光的瞬时数量。术语“光 谱辐射通量”用来根据北美照明工程协会的标准来定义光源在指定波长发射的电磁功率的 瞬时量。术语“光谱辐射功率分布”用来定义光源在波长范围(如例如可见光谱)内发射 的光谱辐射通量的分布。术语“辐射通量”用来定义光源在指定波长范围内发射的光谱辐 射通量之和。应当理解将前述概念和下文具体讨论的附加概念(假如这样的概念未互不一致) 的所有组合设想为这里公开的发明主题内容的部分。具体而言，将出现于本公开内容所附 权利要求的要求保护的主题内容的所有组合设想为这里公开的发明主题内容的部分。也应 当理解也可以在通过参考结合的任何公开内容中出现的这里明确运用的术语应当赋予以 与这里公开的特定概念最一致的含义。


在附图中，相似标号一般贯穿不同附图指代相同部分。附图也未必按比例绘制而 代之以一般着重于图示本发明的原理。图1图示了根据本发明一个实施例的照明系统的框图。图2示意地图示了根据本发明一个实施例的两个发光体的设置。图3图示了根据本发明一个实施例的代表正交CDMA修改代码的四个波形的例子。图4图示了根据本发明一个实施例的使用CDMA的二进制数据编码的例子。图5图示了根据本发明一个实施例的具有叠加的脉宽调制(PWM)驱动电流信号和 频率滤波后的驱动电流信号的信号图。图6图示了根据本发明一个实施例的照明系统的框图。图7图示了根据本发明一个实施例的CDMA发送与顺序数据发送的例子比较。
具体实施方式

测量照明系统中的对混合光有贡献的不同光源的方面可以用于反馈和控制目的。 然而对区别来自组成光源的光这一问题的常规方式常常复杂或者在一些情况下不充分。这 里提出的解决方案涉及到使用CDMA修改信号来控制各光源，该CDMA修改信号提供对来自 对混合光有贡献的各光源的光的特性进行区别。出于这一目的，可以使用基于用于各光源 的CDMA修改信号来配置的CDMA滤波器和光学感测器。通过向CDMA滤波器提供用于控制 对应光源的相同CDMA修改代码或者信号，可以将CDMA滤波器配置成对来自基本上一个光 源的光进行区别。更一般而言，申请人已经认识和理解使用扩频和/或多址通信技术以配置来自不 同光源的光从而经由基于时间或者基于序列的滤波有可能对混合光中的发光分量的特性 进行区别将是有益的。鉴于前述，本发明的各种实施例和实施方式涉及用于发光单元的光学反馈控制系 统的方法和装置，其中使用对于各颜色而言不同的CDMA修改信号来独立地配置用于与特 定颜色对应的一个或者多个光源的各阵列的控制信号。配置成对这些CDMA修改信号做出 响应以恢复与光源的辐射通量有关的信息的电子CDMA滤波器用来根据例如由一个或者多 个宽带光学感测器收集的混合辐射通量输出的样本来对不同光源颜色中的各光源颜色对应的辐射通量进行区别。个体电子CDMA滤波器的输出可以与关联颜色的光源的辐射通量 或者峰值辐射通量输出基本上直接成比例。这一信息可以随后与输出信号的所需光通量和 色度一起由控制器用来为发光单元的不同光源阵列生成后续控制信号。在本发明的各种实施例中，由于用于各颜色的CDMA修改信号基本上独立于它的 光谱辐射功率分布，所以滤波器的输出信号基本上不受由不同颜色的光源发射的辐射通量 的光谱功率分布重叠所影响。根据本发明多个实施例的一种照明系统由多个发光单元形成。使用只要存在发光 单元之间的干涉可能时对于各光源阵列和各发光单元而言均不同的CDMA修改信号来独立 地配置特定发光单元中的各光源阵列。电子CDMA滤波器配置成对这些CDMA修改信号做出 响应以恢复与一个或者多个光源的辐射通量有关的信息并且由此根据来自宽带光学感测 器收集的混合辐射通量输出的样本对各发光单元的不同光源颜色中的各光源颜色对应的 辐射通量进行区别。个体CDMA滤波器的输出可以与光源，其关联于颜色，和发光单元的辐 射通量输出基本上直接成比例。这一信息可以随后与来自各发光单元的发射光的所需光通 量和色度一起由该发光单元中的控制系统用来经由光学反馈为各光源颜色生成后续控制 信号。在本发明的一个实施例中，一种用于感测光并且用于处理感测的信号的充分感测 器和信号处理系统可以包括宽带光学感测器和用于为不同颜色的光源发射的光确定调制 强度和平均连续强度的预定数目的电子CDMA滤波器。该光学感测器和信号处理系统可以 包括以无源或者有源模拟或者数字、离散时间(采样)或者连续时间、线性或者非线性、无 限冲激响应(IIR)类型或者有限冲激响应(FIR型)模拟、数字子系统或者将容易为本领域 技术人员所理解的类型。在本发明的一个实施例中，可以使用模拟电路滤波和数字滤波之 一或者其组合来进行对来自光学感测器的光学信号的电子滤波。可以使用CDMA修改信号来调节光源的驱动电流。例如，CDMA修改信号可以在所 有时间或者按预定时间间隔期间叠加于其它驱动电流源上，或者CDMA修改信号可以与其 它驱动电流源交织。所述其它驱动电流源可以例如是用于为了照明目的而控制光源的光强 度的驱动电流。可以选择用于各颜色并且可选地用于各发光单元的CDMA修改信号的波形 以避免所不希望的光照效果。可以向驱动电流持续地或者间歇地施加CDMA修改信号。在 一个实施例中，为了提高信噪比，CDMA修改信号在短脉冲串中的间歇施加可以允许CDMA修 改信号具有高幅度而无所不希望的效果如明显闪烁，而低幅度可以允许在更长时段内的调 制或者连续调制。当充分地调制光源驱动电流时，可以进行辐射通量输出测量而未必依次有选择地 接通或者关断不同颜色的光源。因而，控制器可以检测和补偿例如红色光源、绿色光源和蓝 色光源的辐射通量输出中的相对于所需光通量和色度的偏差。不同颜色的光源的测量辐射 通量基本上独立于光源中心波长的实际上相关移位。因此尽管光源结温度的改变可能改变 驱动电流与辐射通量输出之比，但是光源中心波长发射的随之改变通常未影响对不同颜色 的光源的辐射通量输出的测量。在本发明的一个实施例中，一种发光单元可以配置成使得在操作条件之下一个或 者多个感测器接收实际上仅源于该发光单元的光。取而代之，该发光单元可以配置成使得 在操作条件之下它的一个或者多个感测器也可以接收实际上相关数量的环境光，比如来自其它发光单元(如例如来自附近第二发光单元)的光。该发光单元也可以配置成使得它的 感测器实际上主要接收光的如下部分，它提供对对象的照射并且该部分的光向一个或者多 个感测器反射。这可以例如用来控制如下基于多色光源的发光单元，该发光单元配置成混 合不同颜色的光并且仅在与发光单元相距预定距离处提供所需照明图案。在本发明的多个实施例中，一个或者多个发光单元包括一个或者多个类似光源的 阵列。在这一配置中，光源可以通常为相同单色波长，或者光源可以是包含发光材料如例如 某些磷光体材料的白光LED。尽管有环境温度的改变和/或来自其它光源的可能光干扰，仍 可维持各发光单元的平均强度基本上恒定。本发明可以类似地应用于光源子阵列的分级布 置。具有光学反馈装置的发光单元图1图示了根据本发明一个实施例的发光单元10的框图。如图所示，发光单元10 包括阵列20、30和40，各阵列具有一个或者多个光源22、32和42。在这一实施例中，光源 22,32和42可以在可见光谱的红色、绿色和蓝色区域中生成辐射。本发明的替代实施例可 以具有不同数目的标称光源颜色或者还包括诸如琥珀色、粉红色或者白色等其它颜色的光 源。光源22、32和42可以热连接到共同散热器或者代之以连接到单独散热器(未示出)以 求改进光源22、32和42的某些操作条件的热管理。该发光单元的实施例可以包括用于交 互混合由不同颜色的光源发射的光的混合光学器件(未示出)。注意当不同颜色的光源发 射充分混合的光时，控制混合光的颜色和强度然后是控制由相同颜色的光源中的各光源提 供的光数量这一问题。因此可以在发光单元的色域限定的颜色范围内控制混合光的颜色， 其中色域由受制于可实现的操作条件的发光单元内的不同颜色的光源限定。继续参照图1，电流驱动器28、38和48分别耦合到阵列20、30和40并且配置成向 阵列20、30和40中的红色光源22、绿色光源32和蓝色光源42单独地供应电流。耦合到 电流驱动器28、38和48的电源54可以提供电功率。电流驱动器28、38和48控制向光源 22,32和42供应的驱动电流数量并且因此控制由光源22、32和42发射的光量。电流驱动 器28、38和48配置成单独地调整向各阵列20、30和40的电流供应以控制组合的混合光的 光通量和色度。在一个实施例中，电流驱动器28、38和48提供用于控制红色光源22、绿色光源32 和蓝色光源42的组合发射光的光通量和色度的脉冲驱动电流，例如脉宽调制(PWM)、脉码 调制(PCM)或者伪随机脉码调制驱动电流。对于受PffM控制的光源，经过光源22、32或者 42的平均驱动电流与PWM控制信号的占空比因子成比例。因此有可能分别通过调节用于各 阵列20、30和40的占空比因子来控制由光源22、32或者42生成的光数量。红色光源22、 绿色光源32或蓝色光源42的调光影响发光单元的混合辐射通量输出。电流驱动器可以是 电流调整器、开关或者如将为本领域技术人员所知的其它类似器件。本领域技术人员员将 容易理解用于控制光源的激活的替代控制技术。本领域技术人员将容易认识在本发明的实施例中可以将控制器生成的PWM、PCM 或者伪随机PCM控制信号实施为在计算机可读介质上的具有用于确定PWM、PCM或者伪随机 PCM控制信号序列的指令的计算机软件或者固件。在一个实施例中，电流驱动器28、38和48提供用于控制红色光源22、绿色光源32 和蓝色光源42的组合发射光的光通量和色度的调幅驱动电流。对于调幅系统，有可能分别通过调节向各阵列20、30和40提供的电流量来控制由光源22、32或者42生成的光数量。 红色光源22、绿色光源32或者蓝色光源42的光量影响发光单元的混合辐射通量输出。电 流驱动器可以是电流调整器、开关或者如将为本领域技术人员所知的其它类似器件。本领 域技术人员将容易理解用于控制光源的激活的替代控制技术。电流感测器29、39和49可以耦合到电流驱动器28、38和48的输出以便持续地感 测向阵列20、30和40供应的驱动电流。电流感测器29、39和49可以运用固定电阻器、可 变电阻器、电感器、霍尔效应电流感测器或者具有已知电压-电流关系并且可以提供驱动 电流的充分准确指示的其它元件。在一些实施例中，向阵列20、30和40供应的瞬时前向电流由可以向耦合到控制器 50的信号处理系统52传达感测的信号的电流感测器29、39和49测量。信号处理系统52 可以预处理来自感测器29、39和49的驱动电流信号并且向控制器50提供相应信息。信号 处理系统52可以包括模数(A/D)转换器、放大器、滤波器、微处理器、信号处理器或者将容 易为本领域技术人员所理解的其它信号处理设备。根据本发明的实施例，控制器和信号处 理系统的功能可以存在于相同计算设备内或者代之以可以由操作连接的单独计算设备提 {共。在一个实施例中，向控制器50直接转发(未示出)来自电流感测器29、39和49 的输出信号以供处理。在一个实施例中，用于各阵列20、30或者40的峰值前向电流可以固 定成预设值以避免测量在给定时间向阵列20、30和40供应的瞬时前向电流。控制器50耦合到电流驱动器28、38和48。控制器50配置成通过单独地调节各电 流驱动器28、38和48的幅度、占空比或者幅度和占空比来独立地调节各平均前向电流。向 一个或者多个电流驱动器提供的一个或者多个这些信号中的各信号各自使用独立CDMA修 改信号来修改。电流驱动器28、38和48可以供应如下电流，该电流为CDMA修改信号和比如用来 控制光强度的调幅、PWM、PCM或者伪随机PCM驱动电流的叠加。例如，CDMA修改信号可以 造成输出光的如下变化，这些变化与输出光的由于与强度有关的驱动电流控制所致的其它 变化的时标明显不同。电子滤波然后还可以包括用于隔离由CDMA修改信号引起的光波动 的带通滤波。取而代之，可以例如在与强度有关的驱动电流控制的其它方面处于基本上恒 定预定水平时的时间以非连续方式施加CDMA修改信号。电子滤波然后还可以包括与CDMA 修改信号的施加同步的选通采样以便恢复CDMA修改信号。本领域技术人员将理解其它用 于叠加CDMA修改信号使得它可以由电子CDMA滤波器可以充分地区别的方法。在一个实施例中，电流驱动器28、38和48供应如下电流，该电流在时间上交替地 为CDMA修改信号和比如用来控制光强度的调幅、PWM、PCM或者伪随机PCM驱动电流。也就 是说，CDMA修改信号与其它驱动电流交织。在这一和其它实施例中，使用对于各电流驱动器28、38和48而言不同的CDMA修 改代码来生成各CDMA修改信号。控制信号分别确定向红色光源22、绿色光源32和蓝色光 源42供应的由电流驱动器28、38和48生成的电流。希望用于控制由光源发射的光的按时 间平均的数量的驱动电流变化足够快以避免可感知的闪烁。发光单元10还包括用于感测发射的光的宽带光学感测器60。光学感测器60的输 出耦合到电子CDMA滤波器24、34和44的输入。电子CDMA滤波器24、34和44可以配置成基于施加的CDMA修改信号通过来自宽带光学感测器收集的混合辐射通量输出的样本对各发光单元的不同光源颜色中的各光源颜色对应的辐射通量进行区别。在一个实施例中，使 用分别用来生成在电流驱动器28、38和48施加的CDMA修改信号的相同CDMA修改代码将 电子CDMA滤波器24、34和44中的各电子CDMA滤波器配置用于这一目的。
电子CDMA滤波器可以配置成使得控制器50可以控制它们的响应度，例如控制器 可以指定在各感测器用来处理来自光学感测器的输出的CDMA修改代码。光学感测器60提 供如下信号，该信号代表发射的光的混合辐射通量输出。光学感测器60可以响应于由红色 光源22、绿色光源32和蓝色光源42生成的光谱辐射功率分布以便例如监视光源22、32和 42对发光单元的混合辐射通量输出的贡献。光学感测器可以是光晶体管、光感测器集成电 路、充分配置的LED或者具有光学滤波器的硅光电二极管等。 在本发明的一个实施例中，光学感测器是硅光电二极管，具有光学滤波器，其对可 见光谱内的光谱辐射通量具有基本上恒定的响应度。使用光学滤波硅光电二极管的优点在 于这一配置无需多层干涉滤波器。因而这一光学感测器格式无需基本上校准的光。根据本 发明的实施例，用于激活光源的控制信号由控制器50用如下CDMA修改信号来独立地修改， 该CDMA修改信号对于不同颜色光源而言不同并且可以配置成不同于另一发光单元使用的 CDMA修改信号。在本发明的另一实施例中，代表在光学感测器60上入射的辐射通量的光学信号 可以用与光学感测器关联的放大器电路来电子预处理，或者它可以由控制器50中的模拟 或者数字装置处理。在一个实施例中，用户接口 56操作地耦合到控制器50以从发光单元的用户获得 输出光的光通量输出和色度的希望值。取而代之，发光单元可以具有与之关联的存储器 (例如操作地耦合到控制器的存储器)中存储的输出光的预定光通量输出值和色度值。可以不同地配置适合于直接照明应用的发光单元实施例。在这一情况下，光学系 统的视野可以包括例如包括人的动态或者活动对象。动态对象可以根据视野的大小来占据 整个视野的不同部分。在这样的情形中，发光单元的控制器可能需要用于分离感测的反射 光的由活动对象引起的改变与感测的反射光的由入射光的改变引起的改变的装置。因此， 本发明的某些实施例可以具有可以校准成仅对慢速感测器信号改变(例如由光源的老化 引起的)做出响应而忽略秒或者分钟时标级的改变的控制器。在一个实施例中，CDMA修改信号对于不同发光设备而言充分地不同。图2示意地 图示了根据本发明一个实施例的包括发光设备11和发光设备12的照明系统，各发光设备 包括发光单元。发光设备U和发光设备12发射的光可以如箭头13所示从表面朝向发光单 元反射回，从而源于一个发光设备的光到达另一发光设备的一个或者多个感测器或者反之 亦然。这可能潜在地引起对相应发光设备的光学反馈系统的干扰。在本发明的一个实施例 中，与发光设备U关联的发光单元使用与在关联于发光设备12的发光单元中使用的CDMA 修改信号、cg2和cb2充分地不同的CDMA修改信号Cri、Cgl和Cbl。这使各发光单元能够对 它生成的光与另一发光单元生成的光进行区别。例如，如果00嫩修改信号(^、(^、(^、(^、 Cg2和Cb2都使用基本上相互正交的CDMA修改代码来生成或者使用具有希望的自相关和互 相关性质的其它CDMA修改代码来生成，则电子CDMA滤波器可以配置成充分地对来自发光 设备11和12的不同光进行区别。
CDMA修改信号在本发明的实施例中，驱动光源的控制信号或者电流由控制器用如下CDMA修改 信号来独立地修改，该CDMA修改信号对于各颜色的光源(例如红色光源、绿色光源和蓝色 光源)而言充分地不同并且可选地也对于照明系统的各发光单元而言充分地不同。例如， 可以用针对各颜色的不同CDMA修改信号修改用于红色光源、绿色光源和蓝色光源的相应 调幅、PWM, PCM或者伪随机PCM控制信号或者电流中的各控制信号或者电流。CDMA修改信号可以在各PWM或者PCM周期开始或者结束时作为切换的二进制信号 来发送。在又一实施例中，CDMA修改信号的幅度与PWM或者PCM信号的幅度相同或者与其 有预定比例。在一个实施例中，CDMA修改信号与其它控制信号(例如调幅驱动电流)叠加 或者交织。CDMA修改信号的幅度可以与所述其它控制信号的幅度有预定固定比例。在本发明的各种实施例中，控制器确定何时和按照多少来调制向各光源进行供应 的驱动电流。例如对于光源受PWM控制的实施例，可以在PWM脉冲的每个接通部分期间调 制驱动电流。取而代之，根据预定调度来选择的仅某些接通部分可以携带调制信号。例如， 调制的驱动电流比例可以配置成实现充分信噪比。CDMA修改代码的选择可以使用正交或者低度互相关的CDMA修改代码来生成充分不同的CDMA修改信 号。在又一实施例中，CDMA修改代码也具有低度自相关。可以从多个类型的符号序列如沃 尔什_哈德曼序列、巴克序列、Katsumi序列、黄金序列、戈莱序列和M序列生成适当CDMA修 改代码的集合。通常将这样的序列表示为包括符号如1和-1的列表。当提及使用某个序 列来生成的CDMA修改代码时，序列名称也用作代码名称，例如黄金代码为使用黄金序列来 生成的CDMA修改代码。在一个实施例中，如果CDMA修改信号正交则其充分地不同。CDMA修改信号的正 交性对应于用来生成它们的序列的性质。例如，两个信号如果它们的生成序列的内积为零 则可以正交。生成⑶MA修改信号的CDMA修改代码可以类似地被视为正交。在另一实施例 中，CDMA修改信号即使它们未正交仍可以充分地不同。非正交序列如黄金序列具有可以在 生成可以由电子CDMA滤波器充分地区别于其叠加的CDMA修改信号时有用的自相关和互相 关性质。例如，CDMA修改信号在它们具有低度自相关这一意义上可以接近正交。可以使用沃尔什-哈德曼方法来生成正交CDMA修改代码。例如通常对于大于或 者等于零的任何整数k，这一方法可以用来产生被称为沃尔什_哈德曼函数的2k个符号序 列的集合，其中各沃尔什-哈德曼函数为2k个元素的有序列表或矢量，其中各元素通常由1 或者-1或者更一般地由求和为零的任何两个数值代表。这样创建的沃尔什_哈德曼函数 的一个性质在于它们相互正交；例如两个沃尔什_哈德曼函数的矢量积或者内积乘法产生 结果零。如将为本领域技术人员所理解的那样，元素的数目k可以根据待使用的不同CDMA 修改代码的数目以及比如实现所需信噪比或者在CDMA代码之间进行隔离这样的要求而变 化。例如，沃尔什-哈德曼方法可以用来通过递归一系列的矩阵运算来生成四个CDMA 修改代码
其中各列代表正交符号序列。例如，如矩阵Η(4)定义如下
1 1Η(4)=1 ‘ — ‘ 1 一
且
-1 -1 1在本发明的一个实施例中，可以在固件中生成用于PWM信号的CDMA修改代码。例 如，沃尔什_哈德曼方法可以用来生成所需数目的CDMA修改代码。所需数目的CDMA修改 代码对应于在发光单元内使用的不同颜色的光源的数目、独立控制的光源阵列的数目或者 如将为本领域技术人员容易理解的其它判据。在本发明的实施例中可以预配置或者动态地 生成所要求数目和具体CDMA修改代码。在另一实施例中，有可能使用具有低度自相关性质的伪随机数(PRN)序列(包括 巴克序列、Katsumi序列、黄金序列、戈莱序列和M序列)而不是使用比如沃尔什-哈德曼 方法生成的正交序列。与这些序列对应的CDMA修改信号未要求在CDMA修改信号生成器与 电子CDMA滤波器之间同步，因而该技术可以称为异步CDMA。CDMA修改信号的生成通过将包括正交CDMA修改代码的符号序列中的各符号映射到预指定波形来由该 正交CDMA修改代码生成正交CDMA修改信号。在一些实施例中，CDMA修改信号包括具有如下逐段恒定电信号的切换式波形，该 逐段恒定电信号的值按预定时间增量来更新。例如，与4符号的沃尔什-哈德曼序列(1，-1， 1，-1)对应的CDMA修改信号可以包括长度为各自具有预定长度的四个周期的切换式电信 号，其中该电信号的值基本上在各时间段之间的边界处在两个预指定值之间切换。在又一 实施例中，CDMA修改信号可以包括按预定时间间隔在基本上零值与预定正值之间切换的切 换式波形，其中该预定正值基本上等于与驱动光源关联的另一控制信号如PWM或者PCM信 号的峰值。在其它实施例中，CDMA修改信号包括具有如下周期信号的相移键控波形，该周期 信号的相位按预定时间增量取决于CDMA修改代码中的相继值。例如，CDMA修改信号可以 是具有第一周期的调制周期方波、矩形波、PWM或者PCM波形或者正弦波。按规则时间间隔 (通常为大于第一周期的间隔)，CDMA修改代码用来确定周期波形的相位是否应当保持不 变或者相位应当被移位例如90度。例如，4符号的沃尔什-哈德曼序列(1，-1，1，-1)可以 造成在第二和第四时间间隔期间施加相移。本领域技术人员将理解实施相移键控系统的细 节(包括诸如正交或者M进制相移键控、差分相移键控等变化)包括CDMA修改信号的各时间段的长度可以按预指定或者随机方式变化。出于这 一目的，实施为具有反馈的移位寄存器的线性同余数生成器可以用来生成伪随机定时序 列。在时间上变化包括CDMA修改信号的时间段的优点在于可以减少由于噪声、环境光或者 其它CDMA修改信号所致的干扰。在一个实施例中，预指定波形可以在任何时间由控制器指定和改变。例如，波形的预指定或者随机时段的变化可以受控制器影响。作为另一例子，切换式波形实现的值可以 受控制系统影响。图3图示了根据本发明一个实施例使用沃尔什_哈德曼矩阵H(4)来生成的四个 CDMA修改信号的例子。分别针对预定时间间隔将H(4)中的符号1或者-1映射成高或者低
恒定值。例如，将矩阵H(4)的第1列表示为波形710、第2列为波形720、第3列为波形730 和第4列为波形740。图3中所示波形也可以按任何恒定值来缩放或者与任何恒定值相加， 例如使得CDMA修改信号的较低值基本上等于相关联的PWM或者PCM信号的“关断”值，而 CDMA修改信号的较高值基本上等于相同PWM或者PCM信号的“接通”值。在一个实施例中，切换式波形CDMA修改信号具有在光源之间基本上同步的切换 点。如将容易为本领域技术人员所理解的那样，这一类波形与同步CDMA—致。例如可以按 这一方式同步由比如沃尔什_哈德曼方法生成的正交CDMA修改代码生成的CDMA修改信 号。在另一实施例中基本上未同步CDMA修改信号。例如，根据异步CDMA来生成的CDMA修 改代码可以用来生成在光源之间基本上未同步的CDMA修改信号。例如如果各种CDMA修改 信号生成器和电子CDMA滤波器位于基本上不同的单元内，例如如果多个发光设备如图2中 所示定位从而来自第一发光设备的CDMA修改信号由第二发光设备中的光学感测器检测或 者当光学感测器必须另外测量从多个LED串输出的光时可能希望有这一类代码。在本发明 的一个实施例中，电子CDMA滤波器可以配置成与预定CDMA调制信号自动同步。对CDMA修改信号中的信息进行编码在本发明的实施例中，各CDMA修改信号可以适于作为用于其与之关联的一个或 者多个光源的唯一标识符。另外，CDMA修改信号的幅度可以与控制光强度的关联PWM、PCM 或者调幅信号的幅度成比例。独立于幅度调整，CDMA修改信号还可以用来如本领域中所知 通过对二进制数据的编码来发送信息。使用CDMA来发送信息的优点在于可以同时发生若 干发送。 在一个实施例中，CDMA修改信号可以是按预指定或者随机时间间隔在两个或者更 多值之间进行切换的信号。例如，切换式CDMA修改信号的最低值可以基本上等于控制光强 度的关联PWM或者PCM信号的“关断”值或者零值，并且CDMA修改信号的最高值可以基本 上等于相同PWM或者PCM信号的“接通”值或者控制光强度的调幅信号的值。
将关于光强度的信息编码为波形或者值序列的优点在于编码的信息可以对幅度 变化基本上不敏感并且可以抗御环境噪声或者干扰。图4图示了根据本发明一个实施例 的用于由代码序列生成CDMA修改信号的方法。将CDMA代码序列910映射成直接波形911 和互补波形912这两个随着时间变化的波形。作为直接波形911的例子，由符号1跟随符 号-1可以获得在一个时间单位内具有第一值921、继而在一个时间单位内具有第二值922 的波形。互补波形912倒转符号到值的映射；在上例中，由符号1跟随符号-1可以造成在 一个时间单位内具有第二值922、继而在一个时间单位内具有第一值921的波形。取而代 之，可以通过反转直接波形来创建互补波形。波形911和912操作地耦合到级联波形生成 器940，该生成器依次组合波形911和912的副本以生成级联波形945。此外，代表待发送 的数据的二进制序列930可以操作地耦合到生成器940以调制级联波形945。例如，二进制 数据符号“零”可以造成选择直接波形911，并且二进制数据符号“一”可以对应于选择互补波形912。根据二进制序列930来依次选择波形911和912造成级联波形945。取而代之， 如果无二进制数据待发送，则可以使用与提供任意二进制序列930(比如全为二进制“零” 的序列)等效的实施方式。提供级联波形945作为向接口单元950的输入，该接口单元有 选择地施加该波形或者其修改版本作为向光源960供应的电流的部分955。这一部分955 的电流与级联波形成比例地随时间变化。也可以存在例如与电流部分955同时或者交织的 其它电流源956。本领域技术人员将理解与上述方法实质上等效的替代方法可以用来生成 CDMA修改信号。在一个实施例中，如图5中所示，即使无上文讨论的二进制编码，CDMA修改信号仍 可用来传达信息。图5通过与用于两个光源的正交CDMA修改信号交织的PWM驱动电流信 号和从信号叠加中恢复的CDMA修改信号部分的例子来图示了信号图。根据本发明的一个 实施例图示了包括与一个或者多个光源的第一阵列对应的PWM调制驱动信号105和CDMA 修改信号106的交织信号100以及包括用于一个或者多个光源的第二阵列的PWM调制驱动 信号115和CDMA修改信号116的交织信号110。图5还图示了信号100和110的叠加120 以及分别与来自一个或者多个光源的第一阵列的光和来自一个或者多个光源的第二阵列 的光对应的CDMA滤波器输出200和210的例子，其中由于交织的CDMA修改信号，CDMA滤 波器的输出在光的接收期间被同步从而输出信号。通过使用CDMA解码算法、比如通过将采 样的感测器输出或者感测器信号与适当CDMA修改代码相关来获得CDMA滤波器输出200和 210。通过比较CDMA滤波器输出200和210的幅度与电流驱动信号100和110的幅度来传 达信息。如果信号200和210与对应光源的光强度有已知比例，则可以由此确定光强度与 驱动电流的比例。向光源施加CDMA修改信号在本发明的一个实施例中，用于激活光源的控制信号由如下PWM信号独立地控 制，这些PWM信号包含用于不同颜色的光源并且可选地用于照明系统的不同发光单元的不 同CDMA修改信号或者与之交织。例如根据本发明的一个实施例，PWM信号和CDMA修改信 号可以由如图6中所示控制系统700修改或者选择。例如可以针对红色光源535选择CDMA 修改信号cl，可以针对绿色光源540选择CDMA修改信号c2，并且可以针对蓝色光源545选 择CDMA修改信号cn。例如，控制系统700可以生成不同PWM控制信号，其中不同PWM控制信号用于一个 或者更多发光元件的各群或者阵列，其中各PWM控制信号与关联于一个或者多个光源的各 群或者阵列的独立CDMA修改信号交织。具体而言，向CDMA修改器505、510和515提供所 需不同PWM控制信号，这些⑶MA修改器又向光源驱动器520、525和530提供用于激活光源 535、540和545的信号。在一个实施例中，CDMA修改信号可以与PCM —样在各PCM周期内按任何顺序与伪 随机PCM、PWM、或者PCM调制驱动电流信号交织。取而代之，CDMA修改信号可以在所有时间 或者在预指定时间间隔期间叠加于PWM、PCM、伪随机PCM或者AM调制驱动电流信号上。在 一个实施例中，CDMA修改信号可以根据预定或者随机序列来与驱动电流交织。对于PWM、PCM和伪随机PCM调制，CDMA修改信号的发送也可以分布于多个周期内。 除了降低LED驱动控制器的计算负担，这也实现使用更长CDMA修改信号或者通过更长CDMA 修改代码来生成的CDMA修改信号以支持更多LED通道。
光学感测器信号的电子CDMA滤波在一个实施例中，通过使用CDMA解码算法处理感测器信号来实现基于从感测混 合光的单个宽带光学感测器获得的单个感测器信号来准确地评估来自不同调制的光源的 辐射通量贡献。对于将针对其评估辐射通量贡献的各一个或者多个不同调制的光源，在处 理光学感测器信号时使用适当CDMA符号矢量或者调制代码以恢复该一个或者多个光源的 辐射通量贡献。对于在操作条件范围内具有充分线性响应度的光学感测器，感测器输出信 号可以与包括来自光源的光的输入信号直接成比例。如果出于实用目的，感测器的响应度 未充分地线性而仍然将输出和输入信号明确地相关，则可以将该相关线性化，这可以例如 由信号处理系统或者控制器进行。在一个实施例中，可以在固件中数字地实施CDMA滤波器。在一个实施例中，叠加 于不同光源的驱动电流上的CDMA修改信号造成调制由光学感测器测量的混合光的辐射通 量。将辐射通量和光学感测器的输出部分地调制为不同光源的CDMA修改信号的叠加。对 调制后的信号的数字滤波包括例如通过采样将感测器输出表示为序列或者矢量，其中矢量 的各分量与按照与CDMA修改信号的预定时间增量基本上同步的时间增量而更新的预定时 间间隔内的混合光的辐射通量或者感测器输出的量值、相位或者其它方面成比例。代表感 测器输出的矢量为与用来生成电子CDMA滤波器与之对应的光源的CDMA修改信号的CDMA 修改代码如沃尔什_哈德曼序列相乘或者相关的矢积或者内积。能够将感测器信号转换成 矢量并且进行所需内积运算的数字和模拟电路广泛地可用并且容易为本领域技术人员所 理解。具有充分高采样率的恰当配置的电子CDMA滤波器可以快速地和高效地消除在来 自不同颜色的光源的光之间的串扰。这可以提高光学反馈回路的响应度。在本发明的一个实施例中，电子CDMA滤波器可以用来通过在所需CDMA修改信号 的预计接收时间对一个或者多个光学感测器的输出进行采样来检测所需CDMA修改信号。 例如，这一配置在CDMA修改信号的时间间隔变化时是有用的。在一些实施例中，也向对应电子CDMA滤波器提供在用于一个或者多个光源的对 应阵列的控制信号的配置中使用的各CDMA修改信号。CDMA滤波器通过例如由一个或者多 个宽带光学感测器收集的混合辐射通量输出的样本对一个或者多个光源的对应阵列的辐 射通量进行区别。可以直接地或者通过为CDMA滤波器提供查找值或者索引值来提供代码。在一个实施例中并且进一步参照图6，光学感测器550的输出耦合到包括光学感 测器信号放大器555的信号处理系统600，其中这一信号随后由信号分路器模块560进行分 路以便向电子CDMA滤波器565、570和575的输入发送。例如，这些电子CDMA滤波器可以 被配置成如将容易为本领域技术人员所理解的那样允许与一个或者多个所需CDMA修改代 码对应的信号通过而拒绝所有其它信号。电子CDMA滤波器565、570和575配置成对应于 用于修改光源驱动电流的PWM信号的CDMA修改代码。例如，如果分别用具有CDMA修改代 码x、y和ζ的PWM信号修改用于红色光源535、绿色光源540和蓝色光源545的驱动电流， 则电子CDMA滤波器565、570和575选择成分别对应于CDMA修改代码x、y和z。CDMA修改 代码χ、y和ζ可以分别与关于红色光源535、绿色光源540和蓝色光源545的辐射通量输 出的信息关联。因而，在个体电子CDMA滤波器565、570和575的输出的所得信号将分别与 红色光源535、绿色光源540和蓝色光源545的辐射通量输出直接成比例。
电子CDMA滤波器565、570和575的输出耦合到控制器595。基于来自电子CDMA 滤波器565、570和575的用于各光源颜色的辐射通量输出值，控制器595可以补偿和调节 用于红色光源535、绿色光源540和蓝色光源545的驱动电流的量以便将输出光的光通量和 色度维持于所需水平。仍然参照图6，电子CDMA滤波器565、670和575的输出可以在向控制系统700的 控制器595发送收集的信息之前操作地耦合到单独信号调控器580、585和590。处理电子CDMA滤波器数据可以通过处理来自电子CDMA滤波器的数据来恢复在电子CDMA滤波器被调谐至的 CDMA修改信号中编码的信息。恢复的信息可以用于反馈目的。在一个实施例中，如将为本 领域技术人员所理解的那样，通过将采样的感测器输出或感测器信号与用来生成CDMA修 改信号的CDMA修改代码相关，来对CDMA修改信号中编码的二进制数据进行解码。代表感 测器输出的矢量与代表CDMA修改代码之一的矢量的内积可以用来调制光源之一(其返回 如下数值，该数值可以被处理以恢复由所述CDMA修改代码调制的光源的辐射通量强度)。 例如，如果用来为所选发光生成CDMA修改信号的CDMA修改代码为k个符号的沃尔什-哈 德曼序列并且向电子CDMA滤波器提供相同CDMA修改代码，则As = AE/k(2)其中As为与所选光源对应的CDMA修改信号如它在该光源的辐射通量中出现时的 幅度，并且K为电子CDMA滤波器提供的值。例如，Ak可以是通过将k位CDMA修改代码与从 光学感测器采样的长度为k的相继值序列相乘的矢量或者内积来获得的数值序列的幅度。虽然等式(2)可能未必或者准确地应用于任意伪随机数(PRN)序列，但是有可能 通过如将为本领域技术人员所知的各种信号处理方法来恢复发送的信号幅度。虽然可以有 可能在LED通道之间视所选序列自相关性质而定的一些少量串扰，但是仍有可能在发送与 解码的信号幅度之间建立有用而鲁棒的相关。在本发明的另一实施例中，可以用峰值检测器放大器对各CDMA滤波器的输出进 行采样以确定用于关联颜色的瞬时辐射通量输出。各CDMA滤波器的输出也可以受到借助 低通滤波器的进一步低通滤波以确定用于各颜色的按时间平均的辐射通量输出或者借助 预测滤波器如卡尔曼滤波器的进一步滤波以预测发射的光的辐射通量的短期改变。作为示例例子，考虑分别具有两位正交CDMA修改代码CA= (1,-1)和CB = (1,1) 的两个光源A和B。元件A可以配置成发送任意二进制数据，例如二进制数据(1，0，1，1)。 元件B可以类似地配置成发送任意二进制如二进制数据(0，0，1，1)。对于元件A，CDMA修 改信号的生成可以包括如果二进制数据的各位为1则将该位编码为CA而如果该位为0则 编码为-CA。这将造成与元件A的数据对应的符号序列(1，-1，-1，1，1，-1，1，-1)。对于元 件B，CDMA修改信号的生成可以包括如果二进制数据的各位为1则将该位编码为CB而如果 该位为0则编码为-CB。这将造成与元件B的数据对应的符号序列(-1，-1，-1，-1，1，1，1， 1)。各符号序列可以映射成将由光源发送的CDMA修改信号。例如，该映射可以包括响应于 符号元素1在对应光源A或者B中在预指定时间段内提供第一电流幅度并且响应于符号元 素-1在对应光源A或者B中在预指定时间段内提供第二电流幅度。例如，第一电流幅度可 以对于光源A为IA个电流单位并且对于光源B为IB个电流单位，而第二电流幅度可以对 于两个光源均为零。这些值可以与CDMA修改信号与之交织的PWM信号的值基本上相同。
继续上例，经由光源A和B对CDMA修改信号的同步发送可以造成由一个或者多个 光学感测器感测的并且作为电信号输出的强度定期变化的混合光。配置成分别从光源A和 B接收CDMA修改信号的电子CDMA滤波器A和B可以对一个或者多个光学感测器的输出进 行采样从而将采样转换成模拟或者数字值序列。例如，在光源A的符号元素1可以对应于 在各电子CDMA滤波器的采样值的3个单位的贡献，而在光源A的符号元素-1可以对应于1 个单位的贡献。在光源B的符号元素1可以对应于在各电子CDMA滤波器的采样值的5个 单位的贡献，而在光源B的符号元素-1可以对应于2个单位的贡献。这些值仅为了示例并 且可以代之以是其它实数值，这些值代表来自一个或者多个光学感测器的输出单位。在这 一例子中，各电子CDMA滤波器将见到与光源A和B的采样值的附加贡献对应的采样值序列 (5，3，3，5，8，6，8，6)。如果存在环境光，则对环境光的感测可以对应于将恒定值与这一采样 值序列相加。为了对在各电子CDMA滤波器的采样值进行解码，各对顺序采样值可以是与调 制代码CA和CB相乘的矢积或者内积。例如，电子CDMA滤波器A可以将(1，-1)与(5，3)、 (3，5)、(8，6)和(8,6)矢量相乘以获得序列(2，-2，2，2)，而电子CDMA滤波器B可以将(1， 1)与(5，3)、(3，5)、(8，6)和(8,6)矢量相乘以获得序列(8,8,14,14) 0通过将所得序列中 的高值映射成“ 1，，位而低值映射成“0”位，可以恢复原二进制数据。这一方法对造成恒定 或者慢变值与采样值相加的环境光不敏感。在本发明的一个实施例中，幅度确定方法(比如与等式(2)对应的方法)可以同 时用来确定各CDMA修改信号的幅度。可以与作为波形或者值序列编码到CDMA修改信号中 的其它信息独立地应用这一方法。为了举例说明，关于上例，来自光源A的光在各电子CDMA 滤波器造成3个单位和1个单位采样值的最大和最小贡献，由此包括峰峰幅度为AS = 2个 单位的切换式波形。也在上例中，来自光源B的光在各电子CDMA滤波器造成5个单位和 2个单位采样值的最大和最小贡献，由此包括峰峰幅度为AS = 3个单位的切换式波形。由 于光的混合，所以可能没有可能在CDMA滤波之前区别这些幅度值。然而，可以根据各电子 CDMA滤波器的输出序列来导出幅度值。例如，电子CDMA滤波器A输出序列(2，_2，2，2)的 峰峰幅度AR为AR = 4 ；应用等式(2)产生正确幅度值AS = V2 = 2。类似地，电子CDMA 滤波器B输出序列(8，8，14，14)的峰峰幅度为AR = 6 ；应用等式⑵产生正确幅度值AS = 6/2 = 3。前例使用峰峰幅度作为它的幅度度量，然而该方法本身可以更通用。如果使用其 它幅度度量，比如峰值幅度、RMS (均方根)幅度或者平均幅度，则类似结果可以成立，只要 相同幅度度量应用于等式⑵的AS和AR。在一个实施例中，与等式(2)对应的幅度确定方法可以用来确定光源的电流转换 成光的效率。在给出与所选光源对应的光的确定幅度AS、向相同光源供应的用于生成关联 光的电流以及为了转化由光源发射的光单位和在向一个或者多个光学感测器的输入引入 的采样值单位而需要的任何所需转换因子或者函数时，可以计算光源的转换效率。例如如 图1中所示可以出于这一目的而供应电流感测器。此外，可以供应或者定期地校准在光源 发射的光单位与在向一个或者多个光学感测器的输入引入的采样值单位之间的预定转换 因子或者函数。在另一实施例中，如上所述幅度确定方法可以用来确定在向各光源供应的电流与 在向一个或者多个光学感测器的输入引入的采样值单位之间的转换效率或者在向各光源供应的电流与落在一个或者多个光学感测器上的光量之间的转换效率。在一个实施例中，对转换效率的确定可以基于如下假设一个或者多个线性或者 非线性传递函数描述多个方面，比如电流转换成发射的光、发射的光转换成感测的光或者 感测的光转换成在电子CDMA滤波器的采样值。一般而言并且关于上例，光源A发射的CDMA修改信号包括切换式波形WA，从而在 光源A的符号元素1可以对应于在各电子CDMA滤波器的采样值的a个单位的贡献，而在光 源A的符号元素-1可以对应于_a个单位的贡献。光源B发射的CDMA修改信号可以包括 切换式波形WB，从而在光源B的符号元素1可以对应于在各电子CDMA滤波器的采样值的 b个单位的贡献，而在光源B的符号元素-1可以对应于-b个单位的贡献。各CDMA修改信 号也可以包括恒定值的波形，从而采样值的贡献为正。两个切换式波形WA和WB将对在各 电子CDMA滤波器的采样值序列有贡献，该贡献基本上为(a-b，-a-b, -a-b，a~b, a+b, -a+b, a+b,-a+b)。可以向这一序列添加其它恒定值以构成在各电子CDMA滤波器的采样值的整个 序列；然而后续代码或者幅度确定方法将滤除这样的值。通过与用于电子CDMA滤波器A的 CDMA修改代码(1，-1)和与用于电子CDMA滤波器B的CDMA修改代码(1，1)逐对矢量相乘 对采样值序列进行解码将分别产生恢复的数据序列(2a，-2a，2a，2a)和(-2b，-2b，2b，2b)。 可以通过将正值映射成逻辑值1而将负值映射成逻辑值0从这些恢复的数据序列中恢复编 码的数据(1，0，1，1)和(0，0，1，1)。可以使用等式⑵来进行幅度确定，这将例如分别产生 用于光源A和B的峰峰幅度2a和2b。在一个实施例中，幅度确定方法可以用来调节向各光源供应的电流以便例如实现 二者的所需色度或者光通量输出。CDMA修改信号的抗干扰性质由于使用非正交代码或者存在电或者光学干扰，比如在驱动光源的电流驱动器中 的电噪声、由于环境光所致的光学噪声或者由于其它光源所致的光学噪声，所以电子CDMA 滤波器对CDMA修改信号的滤波和解码可能造成错误测量。可以通过变化CDMA修改信号的 时间参数(比如CDMA修改信号的各部分的发送时间和发送持续时间)来减少这样的噪声 或者干扰。也可以通过选择与其它所选代码具有低度互相关的CDMA修改代码或者通过选 择具有更长符号序列的CDMA修改代码来减少噪声或者干扰。因此，可以基于这些原理来配 置本发明的实施例。在一个实施例中，可以通过使用具有零均值的CDMA修改代码来减少由于存在恒 定或者慢变环境光所致的干扰。例如，许多沃尔什-哈德曼序列的性质在于各序列在一个 周期的时间内平均成零。因此可以简单地通过在解码之前从接收的信号中去除直流分量来 忽略恒定环境照明。在一个实施例中，在CDMA修改信号中编码的数据可以抗御电或者光学噪声或者 干扰。例如，与使用时分复用来发送各数据流的方法相比，根据沃尔什-哈德曼方法来生 成的CDMA修改代码的性质在于按照因子√k/2来提高用于各CDMA修改的信噪比，其中k为 生成沃尔什-哈德曼序列的符号长度。例如，参照图7图示了这一性质。左手的波形810、 820、830和840图示了使用时分复用的数据发送方法。在这一方法中，四个光源中的各光源 发送对一位信息进行编码的波形，其中包含各波形的部分的信息在时间上未重叠。在存在 噪声时正确地接收一位的概率由值P给出。右手的波形850、860、870和880图示了根据同步码分复用的模拟波形，其中各波形现在对至少两位数据进行编码，并且包含各波形的部 分的信息在时间上重叠。这一随时间并行的信息发送和信息扩频可以提高信号抗扰性。例 如，如果在存在噪声时正确地接收一位的概率为P，则正确地接收该位的k个副本的概率为 尸*V^。因此，按照因子来提高信噪比。例如对于具有四个正交序列的四个通道的 RAGB LED串，可以按照因子^来提高抗干扰度。例如，噪声在本文中涉及随机电噪声和例如由于荧光发光和其它光源生成的光学 信号所致的确定性信号二者。在一个实施例中，可以通过在各PCM周期内随机地变化在CDMA修改代码的正交序 列位之间的时间间距来进一步提高抗干扰度。出于这一目的，实施为具有反馈的移位寄存 器的线性同余数生成器可以用来生成伪随机定时序列。在一个实施例中，可以通过使用如果必要则分布于多个PCM周期内的CDMA修改代 码的更长正交序列来进一步提高抗干扰度。正交序列的发送是直接扩频(DSS)通信的例 子；抗干扰度提高称为“处理增益”。CDMA滤波器的经处理的输出耦合到控制器。基于来自CDMA滤波器的各光源颜色 的推断辐射通量，控制器可以补偿和调节向红色光源、绿色光源和蓝色光源供应的驱动电 流的数量以便将发射的光的发光通量和色度维持于所需水平。在另一实施例中，CDMA滤波器的输出可以操作地耦合到可以在控制器中固件实施 的比例-积分-微分(PID)反馈回路电路。PID反馈回路电路(未示出)可以是操作地连 接到控制器的单独部件。设备自动配置在本发明的一个实施例中，发光单元可以进行配置操作。在配置操作期间，发光 单元可以例如生成光并且根据使用一个或者多个预定CDMA修改代码生成的一个或者多个 CDMA修改信号来调制该光的一部分并且随后处理调谐至CDMA修改代码的所有感测响应， 例如CDMA滤波器输出。如果控制系统在感测的信号中检测到比源于调制它自己的光而产 生的响应充分低的响应(也是低干扰)，则它可以将这些CDMA修改码用于随后的生成用于 与它的光源一起使用的CDMA调制信号。如果它接收未与它自己的光源的CDMA调制充分相 关的响应，则发光单元可以改变它用来调制它自己的光源的一个或者多个CDMA修改代码 并且可以重复上述操作直至已经检测到充分数目的充分可用CDMA修改代码。在其中照明系统包括多个发光单元的本发明另一实施例中，发光单元可以扫描搜 寻可能在预定序列中使用的CDMA修改代码、积累充分数目的可用CDMA修改代码并且将这 些可用CDMA修改代码用于后续的生成用于与它的光源一起使用的CDMA调制信号。在本发明的一个实施例中，与特定发光单元关联的CDMA修改代码可以例如在仅 一个CDMA修改代码已知时具有如下预定关系，该预定关系清楚地标识由该发光单元使用 的所有其它CDMA修改代码。注意两个或者更多发光单元可以相互通信，但是可以向它们中的各发光单元单独 地供应电能。如果一个发光单元的光学感测器从任何其它发光单元接收足够的光，则该发 光单元也可以检测其它发光单元的CDMA修改代码并且如上所述重新配置它本身。在另一实施例中，为了控制而将照明系统中的发光单元连接在一起，并且可以在发光单元之间传递信号以传达关于所用CDMA修改代码的信息。物理连接可以是有线、无 线、光学或者声学连接等并且可以用来支持例如包括TCP/IP和RS-232的其它已知适当通 信协议。在本发明的一个实施例中，控制系统适合于有选择地关断所选阵列并且监视来自 电子CDMA滤波器的输出信号以处理从保持赋能的阵列发射的光以便向所选阵列和相应电 子CDMA滤波器分配唯一 CDMA修改代码。本发明的实施例可以配置成在自配置过程期间持续地、频繁地或者间歇地评估 CDMA修改代码以便避免与其它附近潜在干扰发光单元共享相同或者相似CDMA修改代码。 出于这一目的，发光单元的控制系统可以配置成包括将发光单元切换成被动扫描模式，同 时感测和扫描搜寻充分数目的自由可用CDMA修改代码。控制系统可以配置发光单元以在 短暂时间段内(例如在发光单元接通期间或者在关断时段期间)进入扫描模式。控制系统 可以根据预定方案来在感测光中扫描预定CDMA修改代码范围直至已经确定充分数目的自 由CDMA修改代码或者CDMA修改代码组。控制系统可以随后在发光单元内的存储器中保留 可用CDMA修改代码。控制器可以随后向各光源颜色分配自由CDMA修改代码并且使用这些 CDMA修改代码以生成用于调制相应光源驱动电流的CDMA修改信号。尽管这里已经描述和图示若干发明实施例，但是本领域普通技术人员将容易设想 用于执行这里描述的功能和/或获得这里描述的结果和/或一个或者多个优点的多种其它 装置和/或结构，并且这样的各变化和/或修改视为在这里描述的本发明实施例的范围内。 一般而言，本领域技术人员将容易理解这里描述的所有参数、尺度、材料和配置将为举例并 且实际参数、尺度、材料和/或配置将依赖于本发明教导的运用所针对的一个或者多个具 体应用。仅通过例行试验，本领域技术人员将认识到或者能够确定这里描述的具体发明实 施例的许多等效实施例。因此将理解仅作为例子呈现前述实施例并且在所附权利要求及其 等效含义的范围内可以与具体描述和要求保护的内容不同地实现本发明实施例。本公开内 容的本发明实施例涉及这里描述的各个体特征、系统、产品、材料、工具和/或方法。此外， 如果两个或者更多这样的特征、系统、产品、材料、工具和/或方法未互不一致，则在本公开 内容的发明范围内包括这样的特征、系统、产品、材料、工具和/或方法的任何组合。如这里限定和使用的所有定义应当理解为涵盖词典定义、在通过参考结合的文献 中的定义和/或定义的术语的普通含义。如这里在说明书中和在权利要求中使用的不定冠词“一个/ 一种”除非另有明示
则应当理解为意味着“至少一个/ 一种”。如这里在说明书中和在权利要求中使用的短语“和/或”应当理解为这样联系的 要素中的“任一个或者两个”、即在一些情况下联合存在而在其它情况下分开存在的要素。 应当以相同方式理解用“和/或”列举的多个要素、即这样联系的要素中的“一个或者多 个”。可以可选地存在除了“和/或”子句具体标识的要素之外的无论是与具体标识的那些 要素有关还是无关的其它要素。因此作为非限制例子，对“A和/或B”的涉及在与开放式 语言如“包括(comprise) ”结合使用时可以在一个实施例中仅涉及A(可选地包括除了 B之 外的要素)；在另一实施例中仅涉及B (可选地包括除了 A之外的要素)；在又一实施例中涉 及A和B (可选地包括其它要素)；等等。如这里在说明书中和在权利要求中所用的那样，“或者”应当理解为具有与如上文定义的“和/或”相同的含义。例如，当分离列表中的项目时，“或者”或者“和/或”应当解 释为包含，即包含多个要素或者要素列表中的至少一个并且包括其中多个而且可选地包括
未列举的附加项目。除非有术语明确地相反指示，“......中的仅一个”或者“......中的
恰好一个”或者在使用于权利要求中时“由......组成”将指包括多个要素或者要素列表
中的恰好一个。一般而言，如这里所用的术语“或者”在前面有排他性的措词如“......中
的任一个”、“......之一”、“......中的仅一个”或者“......中的恰好一个”应当仅解释
为表明互斥选择(即一个或其他但不是全部)。“实质上由......组成”在使用于权利要
求中时应当具有如它在专利法领域中所用的普通含义。如这里在说明书中和在权利要求中使用的那样，短语“至少一个”在涉及一个或者 多个要素的列表时应当理解为意味着从要素列表中的任何一个或者多个要素中选择的至 少一个要素而未必包括在要素列表中具体列举的每一个要素中的至少一个要素、也未排除 要素列表中的要素的任何组合。这一定义也允许可以可选地存在除了在短语“至少一个” 涉及的要素列表内具体标识的要素之外的要素，无论是与具体标识的那些要素有关还是无 关。因此作为非限制例子，“A和B中的至少一个”(或者等效为“A或者B中的至少一个” 或者等效为“A和/或B中的至少一个”)可以在一个实施例中指至少一个(可选地包括多 个)A而不存在B(并且可选地包括除了 B之外的要素)；在另一实施例中指至少一个(可选 地包括多个)B而不存在A(并且可选地包括除了 A之外的要素)；在又一实施例中指至少 一个(可选地包括多个)A和至少一个(可选地包括多个)B (并且可选地包括其它要素)；寸寸。也应当理解，除非另有指明，则在包括多个步骤或者动作的这里要求保护的任何 方法中，该方法的步骤或者动作的顺序未必限于记载的该方法的步骤或者动作的顺序。在权利要求中以及在上文说明书中，诸如“包括”、“含有”、“携带”、“具有”、“包含”、 “涉及到”、“保持”、“组成有”等所有过渡性短语将理解为开放式，即意味着包括但不限于。如
在美国专利局专利审查程序手册第2111. 03节中阐述的那样，仅过渡性短语“由......组
成”和“实质上由......组成”应当分别为闭合式或者半闭合式过渡性短语。不言而喻，本发明的前述实施例为举例并且可以用许多方式加以变化。这样的当 前或者将来变化将不视为脱离本发明的精神实质或者范围，并且如将为本领域技术人员所 清楚的所有这样的修改将包括于所附权利要求的范围内。
权利要求
一种用于生成具有所需光通量和/或色度的光的发光单元(10)，所述发光单元包括a.一个或者多个光源的一个或者多个第一阵列(20)，适合于响应于第一驱动电流来生成第一种光；以及一个或者多个光源的一个或者多个第二阵列(30)，适合于响应于第二驱动电流来生成第二种光；b.第一电流驱动器(28)，配置成基于第一控制信号向所述一个或者多个第一阵列供应所述第一驱动电流；以及第二电流驱动器(38)，配置成基于第二控制信号向所述一个或者多个第二阵列供应所述第二驱动电流；c.光学感测器(60)，用于感测包括所述第一种光和第二种光的组合的光的部分，所述光学感测器配置成生成代表所述光的感测器信号；d.控制器(50)，配置成至少部分地基于所述所需光通量和/或色度来生成所述第一控制信号和第二控制信号，所述第一控制信号至少部分地根据第一CDMA修改信号来配置，由此造成至少部分地根据所述第一CDMA修改信号来调制所述第一种光；以及e.电子CDMA滤波器(24)，配置成基于所述第一CDMA修改信号对所述感测器信号进行电子滤波，由此确定所述第一种光的用于向所述控制器反馈的一个或者多个光学特性；由此向所述控制器提供反馈以有助于生成具有所需光通量和/或色度的光。
2.根据权利要求1所述的发光单元，其中按时间间隔或者持续地根据所述第一CDMA修 改信号对所述第一种光进行CDMA编码。
3.根据权利要求1所述的发光单元，其中根据从包括伪随机代码、沃尔什_哈德曼代 码、巴克代码、Katsumi代码、黄金代码、戈莱代码和M代码的组中选择的CDMA修改代码来 配置所述第一 CDMA修改信号。
4.根据权利要求1所述的发光单元，其中所述第一CDMA修改信号在所述第一种光中 表示为根据所述第一 CDMA修改信号在两个或者更多光水平之间变化的逐段恒定切换式波 形。
5.根据权利要求1所述的发光单元，其中所述第一CDMA修改信号在所述第一种光中表 示为其相位根据所述第一 CDMA修改信号而变化的相移键控波形。
6.根据权利要求1所述的发光单元，其中所述电子CDMA滤波器配置成将所述感测器信 号与所述第一 CDMA修改信号相关。
7.根据权利要求1所述的发光单元，其中用对所述第一驱动电流的测量来处理所述第 一种光的所述一个或者多个光学特性以确定一个或者多个光源的所述第一阵列的光转换 效率。
8.根据权利要求1所述的发光单元，其中至少部分地根据第二CDMA修改信号来配置所 述第二控制信号，所述发光单元还包括配置成基于所述第二 CDMA修改信号对所述感测器 信号进行电子滤波的第二电子CDMA滤波器，由此确定所述第二种光的用于向所述控制器 反馈的一个或者多个光学特性。
9.根据权利要求1所述的发光单元，还包括用于确定所述第一CDMA修改信号的自动配 置模块，所述自动配置模块配置成根据所述第一 CDMA修改信号来生成所述第一控制信号 并且在所述电子CDMA滤波器处测量对所述第一 CDMA修改信号的干扰。
10.根据权利要求1所述的发光单元，其中所述第一CDMA修改信号配置成不同于在第二发光单元中使用的一个或者多个CDMA修改信号。
11.一种用于生成具有所需光通量和/或色度的光的方法，所述光包括来自第一光源 的第一种光和来自第二光源的第二种光，所述方法包括以下步骤a.生成各自至少部分地基于所述所需光通量和/或色度的第一驱动电流和第二驱动 电流，所述第一驱动电流还至少部分地根据第一 CDMA修改信号来配置；b.分别根据所述第一驱动电流和所述第二驱动电流来驱动所述第一光源和所述第二 光源，由此造成至少部分地根据所述第一 CDMA修改信号来调制的所述第一种光；c.生成代表所述光的感测器信号；并且d.基于所述第一CDMA修改信号对所述感测器信号进行滤波，由此在生成新的第一驱 动电流和新的第二驱动电流时确定所述第一种光的用于反馈的一个或者多个光学特性。
12.根据权利要求11所述的方法，其中驱动所述第一光源包括按时间间隔或者持续地 根据所述第一 CDMA调制信号来调制所述第一种光。
13.根据权利要求11所述的方法，其中根据从包括伪随机代码、沃尔什_哈德曼代码、 巴克代码、Katsumi代码、黄金代码、戈莱代码和M代码的组中选择的CDMA修改代码来配置 所述第一 CDMA修改信号。
14.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一种光包括根据所述第一CDMA修改信号 在两个或者更多光水平之间变化的逐段恒定切换式波形。
15.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一种光包括其相位根据所述第一CDMA修 改信号而变化的相移键控波形。
16.根据权利要求11所述的方法，其中对所述感测器信号进行滤波包括将所述感测器 信号与所述第一 CDMA修改信号相关。
17.根据权利要求11所述的方法，还包括以下步骤用对所述第一驱动电流的测量来 处理所述第一种光的所述一个或者多个光学特性以确定所述第一光源的光转换效率。
18.根据权利要求11所述的方法，其中至少部分地根据第二CDMA修改信号来配置所述 第二驱动电流，由此造成至少部分地根据所述第二 CDMA修改信号调制的所述第二种光，并 且还包括基于所述第二 CDMA修改信号对所述感测器信号进行滤波，由此在生成所述新的 第一驱动电流和所述新的第二驱动电流时确定所收第二种光的用于反馈的一个或者多个 光学特性。
19.一种包括计算机可读介质的计算机程序产品，所述计算机可读介质具有记录于其 上的语句和指令，所述语句和指令用于由处理器执行以实现用于生成具有所需光通量和/ 或色度的光的方法，所述光包括来自第一光源的第一种光和来自第二光源的第二种光，所 述方法包括以下步骤a.生成各自至少部分地基于所述所需光通量和/或色度的第一驱动电流和第二驱动 电流，所述第一驱动电流还至少部分地根据第一 CDMA修改信号来配置；b.分别根据所述第一驱动电流和所述第二驱动电流来驱动所述第一光源和所述第二 光源，由此造成至少部分地根据所述第一 CDMA修改信号调制的所述第一种光；c.生成代表所述光的感测器信号；并且d.基于所述第一CDMA修改信号对所述感测器信号进行滤波，由此在生成新的第一驱 动电流和新的第二驱动电流时确定所述第一种光的用于反馈的一个或者多个光学特性。
全文摘要
本发明提供一种用于发光单元(10)的光学反馈控制的方法和装置，其中使用CDMA修改信号来配置用于一个或者多个光源的阵列(20)的控制信号。可以基于CDMA修改信号对至少检测一个或者多个光源的阵列发射的光的光学感测器(60)提供的信息进行滤波，由此实现对反映一个或者多个光源的阵列(20)发射的光的光学特性的来自光学感测器(60)的信号部分进行区别。在本发明的实施例中，确定的光学特性可以例如用于照明系统的反馈控制。
文档编号H05B33/08GK101990786SQ200880124951
公开日2011年3月23日 申请日期2008年12月2日 优先权日2008年1月17日
发明者I·阿施道恩 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司