专利名称：照明装置输出光参数的测量方法、装置及照明系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及照明设备领域，具体而言，涉及一种照明装置输出光参数的测量方法、装置及照明系统。
背景技术：
现有的照明系统通常由多个LED芯片或多个LED灯组成，这些光源发出的光在空间被混合在一起，对单个LED芯片或单个LED灯输出光参数的测量是非常困难的。现有技术中通常采用两种方法来解决这一问题。第一种方法是采用光传感器阵列进行多点测量，并根据LED光源阵列跟光传感器阵列之间的映射关系估计出每个LED光源的光通量。不过，这种方法要求光传感器的数量至少与LED光源的数量相等，但是在LED光源之外安装光传感器阵列有很大的困难。第二种方法基于可见光通信的原理将每个LED光源的标志信息加入其驱动信号中。这样，接收端只需从输出的混合光信号中提取每个LED光源的标志信息 来对每个LED光源进行辨别。这种方法只需要一个或者远小于LED光源数量的光传感器，但是需要用通信软件对每个LED光源的驱动信号进行CDMA，TDMA,或FDMA的解调，包括调制(LED端)或解调(接收端)收到的LED光信号，由于调制与解调需要比较复杂的算法，对每个光源的信号进行处理，对处理器的运算速度和存储量有更高的要求。以FDMA (频分多址)为例，两个LED光源的驱动信号被指定不同的基础频率一即fl、f2，如图I所示，在接收端用这两个已知的频率对混合光信号进行滤波即可分别估计出它们的光强度幅值，如A1、A2。光通量只能描述光的强度(即亮度)，不能描述光的色彩。然而，即便是在光强不变的情况下，如果光的色彩发生变化，同样可以认为照明系统失效。上述两种方法都只能从多个LED光源混合而成的光信号中提取单个LED光源的光通量，无法测量照明系统的输出光色参数。为解决该问题，现有技术中有两种方法可以测量光的色坐标，第一种应用CDMA技术辨别多个不同颜色的单色LED灯在某个目标点的输出光强度，并用这些单色光的强度计算被测目标点处混合光的色坐标，但是这种方法不能从混合光中辨别某个LED灯输出光的色坐标；第二种方法采用三刺激测色传感器来测量照明光色坐标。三刺激测色传感器通常由三组光电二极管和高敏感度的滤光片组成，传感器输出RGB或CIE的XYZ三刺激值。图2示出了现有技术测色装置的结构示意图，具体地，测色装置为三刺激测色传感器，其中，12、14、16为滤光片，18、20、22为光传感器。然而，三刺激测色传感器输出的色坐标24、26、28是混合光的色坐标，而不能区分混合光中不同光源的色坐标，根据混合光的光色参数不能准确反映照明系统的工作状态，从而不能准确控制照明系统的工作。综上，现有技术中要么只能区分混合光信号中不同光源的强度，要么只能测混合光的色坐标，而不能区分不同光源在某个目标点的色坐标，能够自动区分混合光信号中不同光源对某个目标点的色坐标及色温的技术还从来没有被提出过，可是根据照明系统输出的混合光的这些参数，不能对照明系统进行准确的检测和控制。针对现有技术中因根据照明系统输出混合光的参数对照明系统进行监控，而带来的不能准确监测和控制照明系统工作状态的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术因根据照明系统输出混合光的参数对照明系统进行监控，而带来的不能准确监测和控制照明系统工作状态的问题，目前尚未提出有效的解决方案，为此，本发明的主要目的在于提供一种照明系统输出光参数的测量方法、装置及照明系统，以解决上述问题。为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种照明系统输出光参数的测量方法，该方法包括获取照明系统输出混合光中的所有单色电信号，其中，照明系统包括一个或多个灯具；根据每个单色电信号分别进行解调处理，以获取与每个灯具所对应的所有单色信号序列；根据每个单色信号序列分别进行平均值计算，以获取与每个单色信号序列相对应的信号序列均值；根据信号序列均值进行光参数计算，以获取每个灯具的输出光参数，其中，输出光参数包括光通量参数、色坐标参数以及色温参数。进一步地，获取照明系统输出混合光的所有单色电信号的步骤包括获取照明系统输出的混合光；根据混合光进行滤光处理，以获取混合光中的所有单色光信号；根据每 个单色光信号分别进行电信号转换，以获取单色电信号。进一步地，根据信号序列均值进行光参数计算，以获取每个灯具的输出光参数的步骤包括根据信号序列均值与第一定标系数进行相乘计算，以获取每个灯具的输出光参数中的色坐标参数。进一步地，在根据信号序列均值与第一定标系数进行相乘计算，以获取每个灯具的色坐标参数之后，方法还包括根据色坐标参数进行坐标转换，以获取xyz坐标；根据xyz坐标进行色温计算，以获取每个灯具的输出光参数中的色温参数。进一步地，根据信号序列均值进行光参数计算，以获取每个灯具的输出光参数的步骤包括根据信号序列均值与第二定标系数进行相乘计算，以获取每个灯具的输出光参数中的光通量参数。进一步地，根据每个单色信号序列分别进行均值计算，以获取与每个单色信号序列相对应的信号序列均值的步骤包括根据每个单色信号序列分别进行幅值估计计算，以获取每个单色信号序列的幅值；根据幅值与照明系统的输入信号根据第一公式进行平均值计算，以获取每个单色信号序列均值，其中，第一公式为均值=幅值*输入信号的占空比。为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种照明系统输出光参数的测量装置，该装置包括获取装置，用于获取照明系统输出混合光中的所有单色电信号，其中，照明系统包括一个或多个灯具；信号接收装置，与第一获取装置连接，用于根据每个单色电信号分别进行解调处理，以获取与每个灯具所对应的所有单色信号序列；信号处理装置，与信号接收装置连接，用于根据每个单色信号序列分别进行平均值计算，以获取与每个单色信号序列相对应的信号序列均值；计算装置，与信号处理装置连接，用于根据信号序列均值进行光参数计算，以获取每个灯具的输出光参数，其中，输出光参数包括光通量参数、色坐标参数以及色温参数。进一步地，获取装置包括滤光装置，用于获取照明系统输出的混合光，并根据混合光进行滤光处理，以获取混合光中的所有单色光信号；光传感器，与滤光装置连接，用于根据每个单色光信号分别进行电信号转换，以获取单色电信号。
进一步地，计算装置包括第一计算器，与信号处理装置连接，用于根据信号序列均值与第一定标系数进行相乘计算，以获取每个灯具的输出光参数中的色坐标参数。进一步地，计算装置还包括第一转换器，与第一计算器连接，用于根据色坐标参数进行坐标转换，以获取xyz坐标；第二计算器，与第一转换器连接，用于根据xyz坐标进行色温计算，以获取每个灯具的输出光参数中的色温参数。进一步地，计算装置还包括第三计算器，与信号处理装置连接，用于根据信号序列均值与第二定标系数进行相乘计算，以获取每个灯具的输出光参数中的光通量参数。进一步地，信号处理装置包括第四计算器，与信号接收装置连接，用于根据每个单色信号序列分别进行幅值估计计算，以获取每个单色信号序列的幅值；第五计算器，与第四计算器连接，用于根据幅值与照明系统的输入信号根据第一公式进行平均值计算，以获取每个单色信号序列均值，其中，第一公式为均值=幅值*输入信号的占空比。为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种照明系统输出光参数的 测量系统，该系统包括照明系统输出光参数的测量装置。通过本发明的照明系统测量方法、装置及照明系统，采用从照明系统输出的混合光中提取单个灯具的输出光信号并对该信号进行处理的方法，获取到单个灯具的输出光参数，由于单个灯具的输出光参数可以准确反映照明系统的工作状态，从而可以根据每个灯具的输出光通量参数对照明系统的光强进行控制，通过色坐标参数以及色温参数精确控制照明系统的色彩输出、白光的色温及照明系统中每个灯具色彩变化，解决了现有技术中因根据照明系统输出混合光的参数对照明系统进行监控，而带来的不能准确监测和控制照明系统工作状态的问题，实现了通过单个灯具的输出光参数精确控制照明系统工作状态的效果O
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图I是根据本申请现有技术调制信号的示意图；图2是根据本申请的测色装置的结构示意图；图3是根据本发明实施例的照明系统输出光参数的测量装置的结构示意图；图4是根据图3所示实施例的测量装置的详细结构示意图；图5是根据本发明实施例的照明系统输出光参数的测量方法的流程图；图6是根据本发明实施例的照明系统的结构示意图；以及图7是根据图6所示实施例的照明系统的驱动信号示意图。
具体实施例方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。图3是根据本发明实施例的照明系统输出光参数的测量装置的结构示意图。图4是根据图3所示实施例的测量装置的详细结构示意图。如图3和图4所示，该装置包括获取装置10，用于获取照明系统输出混合光中的所有单色电信号，其中，照明系统包括一个或多个灯具；信号接收装置30，与第一获取装置10连接，用于根据每个单色电信号分别进行解调处理，以获取与每个灯具所对应的所有单色信号序列；信号处理装置50，与信号接收装置30连接，用于根据每个单色信号序列分别进行平均值计算，以获取与每个单色信号序列相对应的信号序列均值；计算装置70，用于根据信号序列均值进行光参数计算，以获取每个灯具的输出光参数，其中，输出光参数包括光通量参数、色坐标参数以及色温参数。采用本发明的照明系统输出光参数的测量装置，通过获取装置获取照明系统输出的混合光中的所有单色电信号，然后信号接收装置对该电信号进行解调处理，以获取与每个灯具相对应的所有单色信号序列，信号处理器对上述·单色信号序列进行平均值的计算，在获取到与每个单色信号序列相对应的信号序列均值之后，计算装置根据信号序列均值进行光参数计算，获取到每个灯具的光输出参数。通过采用本申请的照明系统输出光参数的测量装置，从照明系统输出的混合光中提取单个灯具的输出光信号，并对该信号进行处理，获取到单个灯具的输出光参数，单个灯具的输出光参数可以准确反映照明系统的工作状态，从而可以根据每个灯具的输出光通量参数对照明系统的光强进行控制，通过色坐标参数以及色温参数精确控制照明系统的色彩输出、白光的色温及照明系统中每个灯具色彩变化，解决了现有技术中因根据照明系统输出混合光的参数对照明系统进行监控，而带来的不能准确监测和控制照明系统工作状态的问题，实现了通过单个灯具的输出光参数精确控制照明系统工作状态的效果。其中，照明系统可以包括η个灯具，灯具可以是LED芯片或LED灯，LED灯可以包括单色LED芯片或多色LED芯片，由此，灯具可以是固定在某个色温范围内的白光灯，也可以是色彩可调的彩色灯，这些光源发出的光在空间混合在一起成为照明系统输出的混合光；单色电信号可以是R、G、B三个单色电信号，也可以是CIE的X、Y、Z三个坐标的电信号。具体地，根据图4可知本申请的测量装置可以包括一个或多个获取装置10和信号接收装置30以及信号处理装置50。当获取装置10获取混合光中的所有单色电信号为R、G、B三个单色电信号时，信号接收装置30分别对三个单色电信号进行解调处理，获取与每个灯具向对应的三个单色信号序列，然后信号处理装置50分别对每个灯具的三个单色信号序列进行平均值计算，以获取每个灯具三个单色信号序列的均值，之后计算装置70根据该均值计算每个灯具的输出光参数；当获取装置10获取混合光中的所有单色电信号为CIE的X、Y、Z三个坐标的电信号时，信号处理装置50及计算装置70单色电信号的处理过程与单色电信号为R、G、B三个单色电信号时的处理过程一致。通过信号接收装置30将获取到的照明系统输出混合光中的单色电信号进行解调处理，获取到单个灯具的信号序列，进而对信号序列进行处理获取单个灯具的输出光参数，可以根据每个灯具的输出光参数获取每个灯具的输出光强、光色彩的状态，从而准确获知照明系统的工作状态，使得用户可以根据这些参数对照明系统进行控制。具体地，如图4所示，在本申请的测试装置中，信号接收装置30对单色电信号进行解调处理，从中提取对应于单个LED灯具的单色信号序列，解调方法由照明系统的驱动信号来确定，比如在使用TDMA技术时，信号接收装置30会按照事先规定的时间片读取对应于某个单灯的单色信号序列，其中，时间片是一个时间间隔，在某一个时间片的间隔内，只有一个LED灯具发光，因此在此时间段内，光信号是单一的，而非叠加的。
在本申请的上述实施例中，获取装置10可以包括滤光装置，用于获取照明装置输出的混合光，并根据混合光进行滤光处理，以获取混合光中的所有单色光信号；光传感器，与滤光装置连接，用于根据每个单色光信号分别进行电信号转换，以获取单色电信号。其中，获取装置10可以通过三刺激测色装置实现，每个三刺激测色装置可以包括三条测色通道，每条测色通道分别包括一个滤光装置和一个光传感器，滤光装置可以是滤光片，滤光片可以只对RGB中的一种颜色敏感，也可以只对CIE的XYZ坐标中的某一个敏感，这样混合光通过滤光装置，输出的为一个单色光信号，比如为R光信号或G光信号或B光信号；光传感器可以是光电二极管，也可以是光电三极管。具体地，图4示出了一个三刺激测色通道以及该通道信号处理的过程，在图4中，光传感器是光电二极管，光传感器将通过滤光装置的混合光的单色光信号转换为电信号，该电信号是与该单色光信号的强度成正比的电压或电流信号。其中，电信号一般为与光传感器感光面上接收的混合光的单色光信号的光通量(即光的强度)成正比的电流信号，该电 流信号可以通过外接电阻转换为与电流信号成正比的电压信号。根据本申请的上述实施例，信号处理装置50可以包括第一计算器，与信号处理装置50连接，用于根据信号序列均值与第一定标系数进行相乘计算，以获取每个灯具的输出光参数中的色坐标参数。具体地，第一计算器根据信号处理装置50处理得到的每个单色信号序列的均值与第一定标系数进行乘法计算，得到分别对应每个灯具的输出光参数中不同单色的色坐标参数。其中，第一定标系数可以从光传感器的技术资料中获取，也可以通过实验得出，还可以在灯具安装后通过调试、定标阶段估计出来。在本申请的上述实施例中，计算装置70还可以包括第一转换器，与第一计算器连接，用于根据色坐标参数进行坐标转换，以获取xyz坐标；第二计算器，与第一转换器连接，用于根据xyz坐标进行色温计算，以获取每个灯具的输出光参数中的色温参数。其中，根据CIE给出的标准公式和参数，可以按照如下方法计算色温 (I)将RGB或XYZ坐标转换成xyz坐标；(2)用(xe, ye)表示(X, y)坐标的中心点，并根据(xe, ye)计算反斜率n= (x_xe) /(y-ye);(3)在(x, y)坐标接近中心点(xe = O. 3356, ye = O. 1691)或色温范围在3000K-50，000K之间的情况下，用如下公式计算色温(用CCT表示)CCT (X，y) =A0+A1exp (_n/+A2exp (_n/12) +A3exp (_n/13),这里的参数为Atl = -949. 86315、A1 = 6253. 80338、Α2=28· 70599、A3=O. 00004、t^O. 92159、t2=0. 20039、t3 = 0. 07125。(4)在(x, y)坐标接近中心点(xe=0. 3356, ye=0. 1691),或色温范围在50000-800, 000K的情况下，用下式计算色温CCT (X，y) =449η3+3525η2_6823· 3η+5520. 33。具体地，第一转换器根据第一计算器计算得到的色坐标参数进行转换，将其转换为xyz坐标，然后第二计算器根据xyz坐标进行色温计算，获取到每个灯具输出光参数中的色温参数，上述第一转换器和第二计算器可以设置在如图4所示的色温计算装置中。在本申请的上述实施例中，如果使用的滤光装置分别对RGB中的一种敏感，那么根据CIE1931标准给出的公式可以计算出CIE的XYZ坐标，然后从CIE的XYZ坐标又可以导出CIE的xyz坐标，进而根据已知的公式可以根据xyz坐标计算得出单个LED灯的色温参数；如果使用的滤光装置分别对CIE的XYZ坐标中的某一个坐标敏感，则可将XYZ坐标转换为xyz坐标,然后计算单个LED灯的色温。根据本申请的上述实施例，计算装置70还可以包括第三计算器，与信号处理装置50连接，用于根据信号序列均值与第二定标系数进行相乘计算，以获取每个灯具的输出光参数中的光通量参数。具体地，由于光传感器感光面上接收的光通量也跟LED发出的总光通量成正比，本申请通过第三计算器根据信号处理装置50处理得到的单色信号序列的均值与第二定标系数进行乘法计算，获取每个灯具输出光参数中的光通量参数。其中，第一定标系数可以从光传感器的技术资料中获取，也可以通过实验得出，还可以在灯具安装后通过调试、定标阶段估计出来。在本申请的上述实施例中，信号处理装置50可以包括第四计算器，与信号接收 装置30连接，用于根据每个单色信号序列分别进行幅值估计计算，以获取每个单色信号序列的幅值；第五计算器，与第四计算器连接，用于根据幅值与照明装置的输入信号根据第一公式进行平均值计算，以获取每个单色信号序列均值，其中，第一公式为均值=幅值*输入十目号的占空比。具体地，第四计算器根据每个单色信号序列分别进行幅值估计计算，估算出每个单色信号序列的幅值，然后第五计算器根据照明系统的驱动信号的占空比计算该单色信号序列的均值。其中，幅值估计可以采用任何常用的信号幅值估计、或包络估计算法，以FDMA(频分解调)为例，上述幅值估计可以通过如下方法实现(I)对传感器测得的混合光信号进行带通滤波假设照明系统包括多个LED灯，第i个LED光源的基础频率为A，用于过滤该LED光信号的滤波器为gi(t)=2g(t)cos (2 π fj)，其中g (t)是一个长度为T个采样周期的矩形窗函数；(2)估计经过滤波的第i个LED的光信号(用s表示)的包络可根据以下公式进行幅值估计的处理
Jr^r 25'(φ)ε]2π ,ψg{t - φ) φ。图5是根据本发明实施例的照明系统输出光参数的测量方法的流程图。如图5所示，该方法包括如下步骤步骤S102，获取照明系统输出混合光的所有单色电信号，其中，照明系统包括一个或多个灯具。其中，照明系统可以包括η个灯具，灯具可以是LED芯片或LED灯，LED灯可以包括单色LED芯片或多色LED芯片，由此，灯具可以是固定在某个色温范围内的白光灯，也可以是色彩可调的彩色灯，这些光源发出的光在空间混合在一起成为照明系统输出的混合光。并且如图4所示，获取装置10获取到的混合光的单色电信号可以是R、G、B三个单色电信号，也可以是CIE的X、y、ζ 二个坐标的电/[目号。步骤S104，根据每个单色电信号分别进行解调处理，以获取与每个灯具所对应的所有单色信号序列。
步骤S106，根据每个单色信号序列分别进行平均值计算，以获取与每个单色信号序列相对应的信号序列均值。步骤S108，根据信号序列均值进行光参数计算，以获取每个灯具的输出光参数，其中，输出光参数包括光通量参数、色坐标参数以及色温参数。采用本发明的照明系统输出光参数的测量方法，通过获取照明系统输出的混合光中的所有单色电信号，然后对该电信号进行解调处理，以获取与每个灯具相对应的所有单色信号序列，并根据上述单色信号序列进行平均值的计算，在获取到与每个单色信号序列相对应的信号序列均值之后，根据信号序列均值进行光参数计算，获取到每个灯具的光输出参数。通过采用本申请的照明系统输出光参数的测量方法，从照明系统输出的混合光中提取单个灯具的光信号，并对该信号进行处理，获取到单个灯具的输出光参数，单个灯具的输出光参数可以准确反映照明系统的工作状态，从而可以根据每个灯具的输出光通量参数对照明系统的光强进行控制，通过色坐标参数以及色温参数精确控制照明系统的色彩输出、白光的色温及照明系统中每个灯具色彩变化，解决了现有技术中因根据照明系统输出混合光的参数对照明系统进行监控，而带来的不能准确监测和控制照明系统工作状态的问题，实现了通过单个灯具的输出光参数精确控制照明系统工作状态的效果。 具体地，步骤S104和步骤S106可以通过如下方法实现当获取装置10获取混合光中的所有单色电信号为R、G、B三个单色电信号时，信号接收装置30分别对三个单色电信号进行解调处理，获取与每个灯具向对应的三个单色信号序列，然后信号处理装置50分别对每个灯具的三个单色信号序列进行平均值计算，以获取每个灯具三个单色信号序列的均值，之后计算装置70根据该均值计算每个灯具的输出光参数；当获取装置10获取混合光中的所有单色电信号为CIE的XYZ三个坐标的电信号时，信号处理装置50及计算装置70单色电信号的处理过程与单色电信号为R、G、B三个单色电信号时的处理过程一致。通过信号接收装置30将获取到的照明系统输出混合光中的单色电信号进行解调处理，获取到单个灯具的信号序列，进而对信号序列进行处理获取单个灯具的输出光参数，可以根据每个灯具的输出光参数获取每个灯具的输出光强、光色彩的状态，从而准确获知照明系统的工作状态，使得用户可以根据这些参数对照明系统进行控制。具体地，如图4所示，在本申请的测试方法中，信号接收装置30对单色电信号进行解调处理，从中提取对应于单个LED灯具的单色信号序列，解调方法由照明系统的驱动信号来确定，比如在使用TDMA技术时，信号接收装置30会按照事先规定的时间片读取对应于某个单灯的单色信号序列，其中，时间片是一个时间间隔，在某一个时间片的间隔内，只有一个LED灯具发光，因此在此时间段内，光信号是单一的，而非叠加的。在本申请的上述实施例中，获取照明系统输出混合光的所有单色电信号的步骤包括获取照明系统输出的混合光；根据混合光进行滤光处理，以获取混合光中的所有单色光信号；根据每个单色光信号分别进行电信号转换，以获取单色电信号。具体地，首先获取装置10可以分别通过三刺激测色装置的三条测色通道获取到照明系统的输出混合光的三个单色光坐标。这三个单色坐标可以是RGB的三个单色光坐标，也可以是CIE的XYZ的三个单色光坐标，然后通过光传感器将光信号转换为电信号。如图6所示，光传感器将通过滤光装置的混合光的单色光信号转换为电信号，该电信号是与该单色光信号的强度成正比的电压或电流信号。其中，电信号一般为与光传感器感光面上接收的混合光的单色光信号的光通量(即光的强度)成正比的电流信号，该电流信号可以通过外接电阻转换为与电流信号成正比的电压信号。在本申请的上述实施例中，根据信号序列均值进行光参数计算，以获取每个灯具的输出光参数的步骤包括根据信号序列均值与第一定标系数进行相乘计算，以获取每个灯具的输出光参数中的色坐标参数。具体地，根据处理得到的每个单色信号序列的均值与第一定标系数进行乘法计算，得到分别对应每个灯具的输出光参数中不同单色的色坐标参数。其中，第一定标系数可以从光传感器的技术资料中获取，也可以通过实验得出，还可以在灯具安装后通过调试、定标阶段估计出来。 在本申请的上述实施例中，在根据信号序列均值与第一定标系数进行相乘计算，以获取每个灯具的色坐标参数之后，方法还可以包括根据色坐标参数进行坐标转换，以获取xyz坐标；根据xyz坐标进行色温计算，以获取每个灯具的输出光参数中的色温参数。其中，根据CIE给出的标准公式和参数，可以按照如下方法计算色温 (I)将RGB或XYZ坐标转换成xyz坐标；(2)用(xe, ye)表示(X, y)坐标的中心点，并根据(xe, ye)计算反斜率n= (x_xe) /(y-ye);(3)在(x, y)坐标接近中心点(xe = O. 3356, ye=0. 1691)或色温范围在3000K-50, 000K之间的情况下，用如下公式计算色温(用CCT表示)CCT (X，y) =A0+A1exp (_n/tj +A2exp (_n/12) +A3exp (_n/13),这里的参数为A0 = -949. 86315、A1 = 6253. 80338、Α2=28· 70599、A3 = 0. 00004、t^O. 92159、t2=0. 20039、t3 = 0. 07125。(4)在(x, y)坐标接近中心点(xe=0. 3356, ye=0. 1691),或色温范围在50000-800, 000K的情况下，用下式计算色温CCT (X，y) =449η3+3525η2_6823· 3η+5520. 33。具体地，在根据信号序列均值与第一定标系数进行相乘计算，以获取每个灯具的色坐标参数之后，将色坐标参数转换xyz坐标，然后根据xyz坐标进行色温计算，获取到每个灯具输出光参数中的色温参数，如果使用的滤光装置分别对RGB中的一种敏感，那么根据CIE1931标准给出的公式可以计算出CIE的XYZ坐标，然后从CIE的XYZ坐标又可以导出CIE的xyz坐标,进而根据已知的公式可以根据xyz坐标计算得出单个LED灯的色温参数；如果使用的滤光装置分别对CIE的XYZ坐标中的某一个坐标敏感，则可将XYZ坐标转换为xyz坐标，进而计算单个LED灯的色温。在本申请的上述实施例中，其中，根据信号序列均值进行光参数计算，以获取每个灯具的输出光参数的步骤包括根据信号序列均值与第二定标系数进行相乘计算，以获取每个灯具的输出光参数中的光通量参数。具体地，由于光传感器感光面上接收的光通量也跟LED发出的总光通量成正比，本实施例的方法通过如下方法计算得到LED灯的光通量根据信号处理装置50处理得到的单色信号序列的均值与第二定标系数进行乘法计算，获取每个灯具输出光参数中的光通量参数。其中，第一定标系数可以从光传感器的技术资料中获取，也可以通过实验得出，还可以在灯具安装后通过调试、定标阶段估计出来。
在本申请的上述实施例中，根据每个单色信号序列分别进行均值计算，以获取与每个单色信号序列相对应的信号序列均值的步骤包括根据每个单色信号序列分别进行幅值估计计算，以获取每个单色信号序列的幅值；根据幅值与照明系统的输入信号根据第一公式进行平均值计算，以获取每个单色信号序列均值，其中，第一公式为均值=幅值*输入十目号的占空比。具体地，根据每个单色信号序列分别进行幅值估计计算，估算出每个单色信号序列的幅值，然后根据照明系统的驱动信号的占空比计算该单色信号序列的均值。其中，幅值估计可以采用任何常用的信号幅值估计、或包络估计算法，以FDMA (频分解调)为例，上述幅值估计可以通过如下方法实现(I)对传感器测得的混合光信号进行带通滤波假设照明系统包括多个LED灯，第i个LED光源的基础频率为A，用于过滤该LED光信号的滤波器为gi(t)=2g(t)cos (2 π fj)，其中g (t)是一个长度为T个采样周期的矩形窗函数；(2)估计经过滤波的第i个LED的光信号(用s表示)的包络可根据以下公式进行 幅值估计的处理
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Jt-T需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。图6是根据本发明实施例的照明系统的结构示意图。图7是根据图6所示实施例的照明系统的驱动信号示意图。如图6和图7所示，该照明系统可以包括一个或多个灯具，还可以包括照明系统输出光参数的测量装置。采用本发明的照明系统，通过照明系统输出光参数的测量装置，获取照明系统输出的混合光中提取单个灯具的输出光参数，从而可以根据每个灯具的输出光通量参数对照明系统的光强进行控制，通过色坐标参数以及色温参数精确控制照明系统的色彩输出、白光的色温及照明系统中每个灯具色彩变化，解决了现有技术中因根据照明系统输出混合光的参数对照明系统进行监控，而带来的不能准确监测和控制照明系统工作状态的问题，实现了通过单个灯具的输出光参数精确控制照明系统工作状态的效果。其中，如图6所示，照明系统可以包括η个灯具，灯具可以是LED芯片或LED灯，LED灯可以包括单色LED芯片或多色LED芯片，由此，灯具可以是固定在某个色温范围内的白光灯，也可以是色彩可调的彩色灯，这些光源发出的光在空间混合在一起成为照明系统输出的混合光；单色电信号可以是R、G、B三个单色电信号，也可以是CIE的X、Y、Z三个坐标的电信号。具体地,如图6和图7所示,本照明系统可以包括一个或多个获取装置10和信号处理单元，并且信号接收装置30和信号处理装置50都可以设置在信号处理单元中。当获取装置10获取混合光中的所有单色电信号为R、G、B三个单色电信号时，信号接收装置30分别对三个单色电信号进行解调处理，获取与每个灯具相对应的三个单色信号序列，然后信号处理装置50分别对每个灯具的三个单色信号序列进行平均值计算，以获取每个灯具三个单色信号序列的均值，之后计算装置70根据该均值计算每个灯具的输出光参数；当获取装置10获取混合光中的所有单色电信号为CIE的X、Y、Z三个坐标的电信号时，信号处理装置50及计算装置70单色电信号的处理过程与单色电信号为R、G、B三个单色电信号时的处理过程一致。通过信号接收装置30将获取到的照明系统输出混合光中的单色电信号进行解调处理，获取到单个灯具的信号序列，进而对信号序列进行处理获取单个灯具的输出光参数，可以根据每个灯具的输出光参数获取每个灯具的输出光强、光色彩的状态，从而准确获知照明系统的工作状态，使得用户可以根据这些参数对照明系统进行控制。另外，照明系统的灯具可以通过接收解调的驱动信号，通过LED驱动器的驱动发光，如图7所示，照明系统中的LED灯的芯片接收解调的驱动信号，在本实施例中，将PWM信号(脉宽解调信号)作为LED灯的驱动信号，其中，调制信号可以按照标准的CDMA，TDMAjFDMA通信技术确定，例如，如果解调信号为FDMA，则不同的LED灯的驱动信号或单个灯内的LED芯片的基础频率不同且唯一。如图4所示，在本申请的照明系统中，信号接收装置30对单色电信号进行解调处理，从中提取对应于单个LED灯具的单色信号序列，解调方法由照 明系统的驱动信号来确定，比如在使用TDMA技术时，信号接收装置30会按照事先规定的时间片读取对应于某个单灯的单色信号序列，其中，时间片是一个时间间隔，在某一个时间片的间隔内，只有一个LED灯具发光，因此在此时间段内，光信号是单一的，而非叠加的。从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果通过从照明系统输出的混合光中提取单个灯具的光信号，并对该信号进行处理，获取到单个灯具的输出光参数，单个灯具的输出光参数可以准确反映照明系统的工作状态，从而可以根据每个灯具的输出光通量参数对照明系统的光强进行控制，通过色坐标参数以及色温参数精确控制照明系统的色彩输出、白光的色温及照明系统中每个灯具色彩变化，解决了现有技术中因根据照明系统输出混合光的参数对照明系统进行监控，而带来的不能准确监测和控制照明系统工作状态的问题，实现了通过单个灯具的输出光参数精确控制照明系统工作状态的效果。显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种照明系统输出光参数的测量方法，其特征在于，包括 获取照明系统输出混合光中的所有单色电信号，其中，所述照明系统包括一个或多个灯具； 根据每个所述单色电信号分别进行解调处理，以获取与每个所述灯具所对应的所有单色信号序列； 根据每个所述单色信号序列分别进行平均值计算，以获取与每个所述单色信号序列相对应的信号序列均值； 根据所述信号序列均值进行光参数计算，以获取每个所述灯具的输出光参数，其中，所述输出光参数包括光通量参数、色坐标参数以及色温参数。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，获取照明系统输出混合光的所有单色电信号的步骤包括 获取所述照明系统输出的混合光； 根据所述混合光进行滤光处理，以获取所述混合光中的所有所述单色光信号； 根据每个所述单色光信号分别进行电信号转换，以获取所述单色电信号。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，根据所述信号序列均值进行光参数计算，以获取每个所述灯具的输出光参数的步骤包括 根据所述信号序列均值与第一定标系数进行相乘计算，以获取每个所述灯具的所述输出光参数中的色坐标参数。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在根据所述信号序列均值与第一定标系数进行相乘计算，以获取每个所述灯具的所述色坐标参数之后，所述方法还包括 根据所述色坐标参数进行坐标转换，以获取xyz坐标； 根据所述xyz坐标进行色温计算，以获取每个灯具的所述输出光参数中的色温参数。
5.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，根据所述信号序列均值进行光参数计算，以获取每个所述灯具的输出光参数的步骤包括 根据所述信号序列均值与第二定标系数进行相乘计算，以获取每个所述灯具的所述输出光参数中的光通量参数。
6.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，根据每个所述单色信号序列分别进行均值计算，以获取与每个所述单色信号序列相对应的信号序列均值的步骤包括 根据每个所述单色信号序列分别进行幅值估计计算，以获取每个所述单色信号序列的幅值； 根据所述幅值与所述照明系统的输入信号根据第一公式进行平均值计算，以获取每个所述单色信号序列均值，其中，所述第一公式为均值=幅值*输入信号的占空比。
7.一种照明系统输出光参数的测量装置，其特征在于，包括 获取装置，用于获取照明系统输出混合光中的所有单色电信号，其中，所述照明系统包括一个或多个灯具； 信号接收装置，与所述第一获取装置连接，用于根据每个所述单色电信号分别进行解调处理，以获取与每个所述灯具所对应的所有单色信号序列； 信号处理装置，与所述信号接收装置连接，用于根据每个所述单色信号序列分别进行平均值计算，以获取与每个所述单色信号序列相对应的信号序列均值；计算装置，与所述信号处理装置连接，用于根据所述信号序列均值进行光参数计算，以获取每个所述灯具的输出光参数，其中，所述输出光参数包括光通量参数、色坐标参数以及色温参数。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述获取装置包括 滤光装置，用于获取所述照明系统输出的混合光，并根据所述混合光进行滤光处理，以获取所述混合光中的所有所述单色光信号； 光传感器，与所述滤光装置连接，用于根据每个所述单色光信号分别进行电信号转换，以获取所述单色电信号。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述计算装置包括 第一计算器，与所述信号处理装置连接，用于根据所述信号序列均值与第一定标系数进行相乘计算，以获取每个所述灯具的所述输出光参数中的色坐标参数。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述计算装置还包括 第一转换器，与所述第一计算器连接，用于根据所述色坐标参数进行坐标转换，以获取xyz坐标； 第二计算器，与所述第一转换器连接，用于根据所述xyz坐标进行色温计算，以获取每个灯具的所述输出光参数中的色温参数。
11.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述计算装置还包括 第三计算器，与所述信号处理装置连接，用于根据所述信号序列均值与第二定标系数进行相乘计算，以获取每个所述灯具的所述输出光参数中的光通量参数。
12.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述信号处理装置包括 第四计算器，与所述信号接收装置连接，用于根据每个所述单色信号序列分别进行幅值估计计算，以获取每个所述单色信号序列的幅值； 第五计算器，与所述第四计算器连接，用于根据所述幅值与所述照明系统的输入信号根据第一公式进行平均值计算，以获取每个所述单色信号序列均值，其中，所述第一公式为均值=幅值*输入信号的占空比。
13.一种照明系统，包括一个或多个灯具，其特征在于，包括权利要求7至12中任意一项所述的照明系统输出光参数的测量装置。
全文摘要
本发明提供了一种照明系统输出光参数的测量方法、装置及系统，该方法包括获取照明系统输出混合光中的所有单色电信号，其中，照明系统包括一个或多个灯具；根据每个单色电信号分别进行解调处理，以获取与每个灯具所对应的所有单色信号序列；根据每个单色信号序列分别进行平均值计算，以获取与每个单色信号序列相对应的信号序列均值；根据信号序列均值进行光参数计算，以获取每个灯具的输出光参数，其中，输出光参数包括光通量参数、色坐标参数以及色温参数。通过本发明的照明系统测量方法、装置及照明系统，实现了通过单个灯具的输出光参数精确控制照明系统工作状态的效果。
文档编号H05B37/02GK102858073SQ20121037640
公开日2013年1月2日 申请日期2012年9月29日 优先权日2012年9月29日
发明者董建飞, 郭成, 吴海宁, 黄建梅, 张国旗 申请人:北京半导体照明科技促进中心