滚动中断可调颜色led照射源的制作方法_2

文档序号:8516376阅读:来源:国知局
或恒定rms(均方根)电流。在一些实施例中,恒定rms电流是恒定直流。但是,恒定 rms电流能够是具有恒定rms值的正弦电流等。"恒定电流"可选地是可调的,但是应当理 解,由恒流电源112所输出的电流没有如对PWM的情况那样快速循环。将恒流电源112的 输出输入到R/B/G开关114。R/B/G开关114用作解复用器(demux)或者一对S开关,W便 在任何给定时间将恒定电流导入S个颜色通道R、G、B中的两个。本实施例的R/B/G开关 114确保全部可用颜色中只有一种颜色在任何给定时间是"关断"的,即,S种颜色中只有一 种颜色在任何时间是"关断"的。应当注意,虽然根据=通道开关(其确保两种且只有两种 颜色并发地"接通",同时第=颜色"关断")描述了本实施例,但是设想其他实施例,其利用 不同数量的颜色,包括但不限于例如四种和五种颜色,而没有背离本公开。在采用四种颜色 的实施例中,四种颜色中的S种将在任何给定时间并发地"接通",而第四颜色同时"关断"。 类似地,在采用五种颜色的实施例中,五种颜色中的四种将在任何给定时间并发地"接通", 而第五颜色同时"关断"。
[0021] 图2示出用于操作图1的可调颜色照射系统的定时循环200的简图。时序图200 提供使用恒流电源112和R/G/B开关114所实现的颜色控制的基本概念。R/G/B开关114的 切换在大于或等于150赫兹的时间间隔T来执行。时间间隔划分为通过部分时间期间T1、 T2和T3 (其分别对应于相位P1、P2和P3)所定义的S个时间子间隔。部分时间期间T1通 过等式T1 =R1 +G1来表示,并且包括E1 =T1 (R1 +G1)的对应能量测量。部分时间期 间T2通过等式T2 =R1 +B1来表示,并且包括E2 =T2佑1 +B1)的对应能量测量。部 分时间期间T3通过等式T3 =B1 +R1来表示,并且包括E3 =T3炬1 +R1)的对应能量 测量。颜色控制器116输出指示部分时间期间T1XT2XT3的控制信号。例如,在一说明性 实施例中,颜色控制器116输出二位数字信号,其具有指示部分时间期间T1的值"00",W 及切换到值"01"W指示部分时间期间T2,切换到值"10"W指示部分时间期间T3,并且切 换回"00"W指示部分时间期间T1的下一次发生,依此类推。在其他实施例中,控制信号能 够是模拟控制信号(例如1伏、0. 5伏和1. 0伏,W分别指示第一、第二和第S部分时间期 间),或者能够采取另一种格式。作为又一说明性方式,控制信号能够指示部分时间期间之 间的转变,而不是保持指示各时间期间的常数值。在后一方式中,R/G/B开关114只配置成 在接收控制脉冲时从一对颜色通道切换到下一对,W及颜色控制器116在从一个部分时间 期间到下一部分时间期间的各转变时输出控制脉冲。
[0022] S个部分时间期间T1、T2和T3的每个对应于那个时间期间并发地"接通"的两个 所选颜色通道。换句话说,=个部分时间期间T1、T2和T3的每个对应于那个时间期间"关 断"的一个所选颜色通道。具体来说,部分时间期间T1对应于"接通"的红色通道R1和绿 色通道G1,即,T1 =R1 +G1。部分时间期间T2对应于"接通"的绿色通道G1和藍色通道 B1,即,T2 =G1 +B1。部分时间期间T3对应于"接通"的藍色通道和红色通道R1,即,T3 =B1 +R1。在第一部分时间期间T1期间,R/G/B开关114设置成使来自恒流电源112的恒 定电流流入颜色通道的两个通道中,即,流入红色通道R1和绿色通道G1中。因此,光源118 在第一部分时间期间T1期间仅生成红光和绿光,即,红光和绿光保持在"接通"状态。在该 个时间期间,功率没有提供给藍光,并且藍光保持在"关断"状态。在第二部分时间期间T2 期间,R/G/B开关114设置成使来自恒流电源112的恒定电流流入第二对颜色通道中,即, 流入绿色通道G1和藍色通道B1中。因此,光源118在第二部分时间期间T2期间仅生成绿 光和藍光,即,绿光和藍光保持在"接通"状态。在该个时间期间,功率没有提供给红光,并 且红光保持在"关断"状态。在第S部分时间期间T3期间,R/B/G开关114设置成使来自 恒流电源112的恒定电流流入第=对颜色通道中,即,流入藍色通道B1和红色通道R1中。 因此,光源118在第=部分时间期间T3期间仅生成藍光和红光,即,藍光和红光保持在"接 通"状态。在该个时间期间,功率没有提供给绿光,并且绿光保持在"关断"状态。该个循环 对时间期间T继续重复进行。
[0023] 时间期间T选择为比闪烁融合阔值任licker化siont虹eshold,其在本文中定义 为期间,低于该期间,由光颜色切换所引起的闪烁变得基本上是视觉上觉察不到的)要短, 使得光在视觉上被感知为基本上恒定混合颜色。也就是说,T选择为足够短,使得人眼混合 部分时间期间T1、T2和T3期间所输出的光,W使得人眼感知均匀混合颜色。例如,期间T 应当低于大约1/10秒,优选地低于大约1/24秒,W及更优选地低于大约1/30秒或者更短。 对时间期间T的下限通过R/G/B开关114的切换速度(其能够相当快,因为其操作不需要 改变电流电平)来施加。
[0024] 颜色能够定量地计算,如下所述。由红色和绿色L邸在第一部分时间期间T1期间 所输出的红光和绿光的总能量表示为E1 =T1 (R1 +G1)。由绿色和绿色LED在第二部分 时间期间T2期间所输出的绿光和藍光的总能量表示为E2 =T2佑1 +B1)。由藍色和红 色LED在第=部分时间期间T3期间所输出的藍光和红光的总能量表示为E3 =T3炬1 + R1)。如果部分时间期间具有比例P1:P2:P3 = 1:1:1,则光输出在视觉上感知为红光、绿光 和藍光的相等混合,其产生处于色域中屯、的光输出。因此,白光的生成取决于L邸的选择W 及P1与P2与P3的比率。
[0025] 由恒流电源112输出到光源118中的电流始终保持为基本上恒定的。也就是说, 恒流电源112向包括组件114、118的负载输出基本上恒定的电流。
[0026] 在一些实施例中,由颜色控制器116所执行的部分时间期间之间的切换按照开环 方式、即不依靠光学反馈进行。在该些实施例中,存储信息、例如查找表、存储数学曲线或者 其他存储信息将部分比率的值与各种颜色关联。例如,如果al=a2=a3,则值Pl=P2=P3=l/3 可与"颜色"白色适当地关联。
[0027] 在其他实施例中,颜色使用光学反馈可选地控制。进一步参照图1,光电传感器 120监测R/G/B光源118所输出的光。光电传感器120具有充分宽的波长,W便感测红光、 绿光和藍光的任一个。为了简洁起见,本文中假定光电传感器120对红光、绿光和藍光具有 相等灵敏度。但是,在光电传感器120对红光、绿光和藍光没有相等灵敏度的实施例中,可 结合适当缩放因子,W补偿谱灵敏度差。光电传感器120测量R/G/B光源118在连续部分 时间期间T1、T2、T3期间所输出的光。在部分时间期间T1期间,光电传感器120仅测量红 光和绿光,因为没有藍光在该个时间期间输出。光电传感器120在该个时间期间还对第一 颜色能量E1生成测量输出。在部分时间期间T2期间,光电传感器120仅测量绿光和藍光, 因为没有红光在该个时间期间输出。光电传感器120在该个时间期间还对第二颜色能量E2 生成测量输出。在部分时间期间T3期间,光电传感器120仅测量藍光和红光,因为没有绿 光在该个时间期间输出。光电传感器120在该个时间期间还对第=颜色能量E3生成测量 输出。光电传感器120能够生成所测量的第一颜色能量D1、所测量的第二颜色能量E2和所 测量的第=颜色能量E3的全部=个。
[002引不是对所指定时长每次测量一种颜色,R/G/B控制电路110确保不同颜色的LED的两个且只有两个集合在任何给定时间被激励为可操作的("接通")。每次利用不同颜色 的操作("接通")LED的两个集合允许颜色控制器16通过改变LED的第=集合的"关断" 时间,并且然后通过减法扣除光输出,来计算颜色输出W及各颜色相位的颜色输出的变化。 该允许系统稳定和补偿小色移(其因降级等而随时间在LED中发生)。与每次仅利用操作 ("接通")LED的一个集合的系统相比时,利用并发操作("接通")LED的两个集合允许系统 采用少许多的L邸和颜色的更均匀谱分布来产生白光,由此提供更有效和经济的系统。此 夕F,利用并发操作接通")LED的两个集合还允许因降级等引起的色移的更快速和准确校 正,由此产生优良颜色擅染,并且提供跟踪颜色W对系统的使用寿命将颜色温度保持在一 个楠圆中的能力。
[0029] 颜色控制器116使用所测量颜色能量E1、E2、E3来提供反馈颜色控制。在操作中, 光电传感器120来自光源118的紧接着的、即W人们无法感知因固有的人类视觉暂留引起 的光强度的变化的速率的各种光输出。光电传感器120测量每对L邸通道的光输出的变化。
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