本发明专利技术提供一种能够对其产生的照明进行动态颜色控制的照明系统。该照明系统包括产生许多不同波长的照明的多个发光元件,其中照明系统所能产生的颜色基于被混合的各个发光元件的颜色所定义的色域。该系统还包括至少一个检测器件,以收集有关多个发光元件所产生的照明的信息,其中该信息可与不同波长下产生的光通量相关联。一个计算系统归并到该照明系统中,其中该计算系统提供一个装置,用于从至少一个检测器件接收信息,并基于一个具有一个定义表征恒定发光强度和色度的超平面的解的多元函数确定控制参数。在这些条件下,计算系统实质上可以将来自检测器件的信息线性化,从而根据输入信息确定多个控制参数,供传输给控制器。随后,归并到系统中的控制器确定待发送给发光元件的控制信号,以控制由此产生的照明。如此,根据本发明专利技术的照明系统可以检测所产生的照明,以及基于收集到的信息和所需的照明效果,动态地改变所产生的例如颜色和强度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及照明控制领域,特别涉及用于包括离散光源的照明设备的控制系统。
技术介绍
具有独立强度控制的多色光源可具有产生组成光源的色域中任意颜色的能力。具有红色、绿色和蓝色(RGB)发光二极管(LED)的固态电灯组件就是一个例子。存在许多控制系统,能实现对包括具有不同发光颜色的多个光源的照明设备的控制。这些控制系统提供了一种基于所需照明水平对总的混合照明进行操控的装置。例如,美国专利No.5,350,977公开了一种具有可变色温的照明设备,其包含具有不同发光颜色的多个光源,这多个光源借助一发光装置发光。各个光源的发光颜色被混合在一起,以从照明设备发出混合颜色光。控制装置将一个色温控制信号传输给发光装置,用以改变发光颜色混合的方式。执行从控制装置到发光装置的信号传输,使得相邻两级色温控制信号的相应色温倒数(mirek)差得到基本补偿。美国专利No.6,448,550公开了一种自动测量LED光源的光谱成分,并参照所需的光谱成分,基于该测量控制光谱成分的方法。由不同颜色的LED源构成的固态照明源的光谱成分通过紧靠所述源安装的光传感器进行测量。这些测量的结果用来通过改变通到不同颜色LED中的电流控制混合光的光谱成分。与系统相关联的光传感器可以收集混合光,因此不需要对每种颜色的LED进行单独测量。选择所需的光谱成分,可测量实际的光谱成分,并将其调整到与期望水平匹配。美国专利No.6,127,7783公开了一个系统,在该系统中,设置单个光敏二极管对阵列中所有LED的光输出进行测量,基于该光敏二极管的测量结果对发白光的LED照明设备的组合光输出或色度进行电控制。每种颜色的LED的光输出利用一列时间脉冲分别进行测量。在每个时间脉冲期间,用于未被测量的颜色的电流是关闭的。光敏二极管的响应时间足够短,使得测量可在较人眼能观察到的更短的时间内完成。将所测量的针对颜色的光输出与可通过用户控制设定的所需输出进行比较,必要时改变颜色模块的功率供应。美国专利No.6,507,159公开了一个用于RGB LED照明设备的控制系统,其将表征RGB LED照明设备的混合光输出的反馈三色激励值与表征期望发射光的参考三色激励值进行比较。控制系统调整LED照明设备的正向电流,使得这些三色激励值之间的差减为零。具体地说,控制系统包括一个反馈单元和一个控制器,反馈单元包括用于产生LED照明设备的反馈三色激励值的光敏二极管,控制器用于获取反馈三色激励值与期望的参考三色激励值之间的差值。控制器产生控制电压,用于调整LED照明设备的正向电流,使得这些三色激励值之间的差值减为零。进行比较的三色激励值可依照CIE 1931三色激励系统或者新的RGB色度系统。在反馈三色激励值遵从期望的参考值的稳定状态下,RGB LED照明设备所产生的光具有期望的目标色温和流明输出,其能根据目标加以调节,而不论RGB LED照明设备中LED的结温度、正向电流以及老化程度的变化。美国专利No.6,552,495公开了一个利用反馈控制装置的RGB LED控制器系统,反馈控制装置实质上矫正所有颜色点误差(colourpoint error)而不造成色彩上的视觉变化。这个控制系统包括一个响应LED所发出的光的传感器,以测量所发出的光的颜色坐标,其中该颜色坐标在CIE(x,y,z)颜色空间中有定义。一个变换模块与传感器相连,以将所发出的光的坐标依照芬索斯变换(Farnsworthtransformation)变换到第二颜色空间,如(x’,y’)颜色空间。一个参照模块被设置提供与所需光对应的、在第二颜色空间中表达的参考颜色坐标。一个误差模块连接到变换模块和参照模块,此误差模块被设置产生与所需白光的颜色坐标和所发出白光的颜色坐标之间的差对应的误差颜色坐标。一个驱动模块连接到误差模块,并被设置根据该差产生用于驱动LED的驱动信号。美国专利No.6,441,558公开了一个使用红色、绿色和蓝色LED的可控白色LED照明设备。一个光控制系统被设置维持所发射白光的色温和流明输出水平。该控制系统包括一个前馈温度补偿装置和一个光学反馈控制系统,以维持目标白光。对LED的结温度和光输出进行检测,并将其馈入到光控制系统中。温度前馈补偿系统矫正目标色温与白光的显色指数的偏差。处理装置,如前馈温度补偿器装置,被设置根据LED的结温度和目标白光提供RBG光源的所需流明输出部分。流明输出模式与流明输出控制器相结合,被设置维持LED光源所产生的光输出与前馈温度补偿器所提供的光输出值相等,而不论LED的结温度、老化程度和批次差异。但是,LED的发光强度取决于它们的光谱分布、结温度、驱动电流、非线性光通量输出特性、峰值波长位移和光谱展宽特性、器件老化以及包括如针对峰值波长、发光强度和正向电压的分仓(binning)在内的制造公差。如此,用于这样的照明系统的控制系统的成功设计理应包括来自监测颜色和强度两者的传感器的光学反馈,如现有技术所阐述的那样。但是,这样的场景引入了额外的设计问题,如颜色传感器光谱响应率、采样速率和反馈回路响应时间等的变化。此外,对于感知照明,在将传感器信号转化成人类色视觉模式时,线性颜色空间会引入近似。解决这样的问题的一种典型方法是实现其反馈控制信号为瞬时误差、误差的积分、误差的微分三者的加权和的比例积分微分(PID)控制器,其中该方法隐含地假设所控制的过程是线性的。因此,正如现有技术所表现的,结温依赖性、平方定律调光和颜色空间映射的组合会阻碍线性PID控制器的有效利用。如此,就需要一种可计及这些非线性因素的控制系统,用于控制具有可变发光峰值波长的多个离散光源,从而提供对照明系统的动态控制。提供此背景信息的目的是使申请人认为可能与本专利技术有关的信息被知晓。并不必然意味着承认,也不应该被解释为,任何前述信息构成本专利技术的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供用于包括离散光源的照明设备的控制系统。根据本专利技术的一个方面,提供一种照明系统,包括用于提供具有多种波长的照明的多个发光元件;用于提供有关发光元件所产生的照明的信息的至少一个检测器件;用于从至少一个检测器件接收信息并基于一个预定参数组确定多个控制参数的计算系统;用于接收多个控制参数并确定一组控制信号的控制器,其中所述控制信号被发送给发光元件以控制所产生的照明;以及,用于为照明系统提供功率的电源。附图简述附图说明图1图解了根据本专利技术的一个实施方案的照明系统。图2是根据本专利技术的一个实施方案的、基于径向基函数的神经网络示意图。图3图解了根据本专利技术的一个实施方案的照明系统的部件。图4图解了根据本专利技术的另一个实施方案的照明系统的部件。图5图解了根据本专利技术的另一个实施方案的照明系统的部件。具体实施例方式定义术语“发光元件”用来定义任何这样的器件当在其两端施加电势差或使其中有电流流过时,发射出在电磁波谱可见波段内的辐射。发光元件的例子包括,例如半导体发光二极管或者有机发光二极管(OLED)或者易于理解的其它类似的器件。对本领域技术人员来说,明显的是,发射如红外或者紫外线之类的其它形式的辐射的电子器件,如果需要的话,也可在适当位置用作发光元件或者与发出可见光的发光元件配合使用,并被认为在发光元件的定义的范围以内。除非另有定义,在这里使用的所有技术和本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种照明系统,包括:a)用于提供具有多种波长的照明的多个发光元件;b)用于提供有关发光元件所产生的照明的信息的至少一个检测器件;c)用于从至少一个检测器件接收信息并基于一个预定参数组确定多个控制参数的计算系统; d)用于接收多个控制参数并确定一组控制信号的控制器,其中所述控制信号被发送给发光元件以控制所产生的照明;以及e)用于为照明系统提供功率的电源。
【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:I阿什当,
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]
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