【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及包括多个发光二极管(led)的照明设备，并且更具体地涉及照明设备以及用于校准和控制照明设备中的个别led以便随着驱动电流、温度的变化以及随着led老化的时间而获得设备的期望光通量和色度的方法。本文中还提供了一种包括一个或多个发射器模块的照明设备，所述一个或多个发射器模块具有改进的热特性和电特性。
技术介绍
1、以下描述和示例仅作为背景提供并且旨在揭露被认为与本专利技术有可能相关性的信息。未必旨在承认或不应当解释为承认以下信息中的任何信息构成对本文中所要求保护的主题的可取得专利的特性有影响的现有技术。
2、在许多不同的市场中，使用led(发光二极管)来进行照明的灯和显示器变得越来越流行。相比如白炽灯泡或荧光灯泡等传统光源，led提供许多优点，包括低功耗、长寿命、无危险材料、以及针对不同应用的附加特定优点。当用于进行一般照明时，led提供机会来调整颜色(例如，从白色到蓝色、到绿色等)或色温(例如，从“暖白色”到“冷白色”)，从而产生不同的照明效果。
3、尽管led相比常规光源具有许多优点，但是led的一个缺点是其输出特性(例如，光通量和色度)随着驱动电流、温度的变化以及随着led老化的时间而变化。这些效果在将许多不同颜色的发射led组合到单个封装件中的多颜色led照明设备中尤其明显。
4、多颜色led照明设备的示例是这样的多颜色led照明设备：在所述多颜色led照明设备中，两种或更多种不同颜色的led被组合到同一封装件内以便产生白光或近白光。市场上存在许多不同类型的白光灯，其中一些组
5、色度图绘制了人眼在色度坐标和光谱波长方面可以感知到的颜色的色域。所有饱和色的光谱波长分布在所勾勒的空间(被称为人类视觉的“色域”)的边缘周围，所述空间包括人眼所感知的所有色调。色域的弯曲边缘被称为光谱轨迹并且与单色光相对应，每一个点都表示单个波长的纯色调。色域的下部分上的直边缘被称为紫色线。尽管这些颜色在色域的边界上，但是它们在单色光中没有对等物。欠饱和颜色出现在图的内部，白色和近白色在中心附近。
6、在1931cie色度图中，依据色度坐标(x，y)来绘制人类视觉的色域中的颜色。例如，峰值波长为625nm的红色(r)led的色度坐标可以是(0.69，0.31)、峰值波长为528nm的绿色(g)led的色度坐标可以是(0.18，0.73)、并且峰值波长为460nm的蓝色(b)led的色度坐标可以是(0.14，0.04)。沿着黑体轨迹的色度坐标(即，颜色点)服从普朗克方程e(λ)＝aλ-5 /(e(b /t) -l)。黑体轨迹上或附近的颜色点提供色温范围在约2500k与10,000k之间的一系列白光或近白光。通常通过混合来自两个或更多个不同颜色的led的光从而实现这些颜色点。例如，可以混合从图1中所示出的rgb led中发出的光，从而产生色温范围在约2500k至约5000k的基本上白色的光。
7、尽管照明设备通常被配置成用于产生沿着黑体曲线布置的白色温或近白色温(比如，约2500k至5000k)，但是一些照明设备可以被配置成用于产生个别led(例如，rgb)形成的色域18(三角)内的任何颜色。组合光的色度坐标(例如，针对3000k白光，(0.437，0.404))限定了设备旨在进行操作的目标色度或颜色设定点。在一些设备中，可以通过变更向个别led供应的驱动电流比率来改变目标色度或颜色设定点。
8、通常，可以通过调整向发射led中的一个或多个发射led供应的驱动电流水平(在电流调光中)或占空比(在pwm调光中)照明设备的目标色度。例如，包括rgb led的照明设备可以被配置成用于通过增大向红色led供应的驱动电流并减小向蓝色和/或绿色led供应的驱动电流从而产生“更暖”白光。由于调整驱动电流还影响照明设备的流明输出和温度，所以必须仔细地校准和控制目标色度，以便确保实际色度等于目标值。大多数现有技术照明设备无法提供用于控制照明设备的颜色的准确校准和补偿方法。
9、一些现有技术照明设备还提供调光能力，即，除了(或代替)颜色调节以外，改变发射led中输出的亮度或光通量的能力。在大多数情况下，通过调整驱动电流水平(在电流调光中)或向所有发射led供应的驱动电流(在pwm调光中)的占空比来改变调光水平，从而供应目标调光水平。然而，调整所供应的驱动电流改变了照明的色度，并且这种色度改变因不同led设备和不同调光方法而不同。例如，rgb led照明设备的色度可能随着驱动电流水平和占空比的变化而相当显著地变化，而磷光体转换白色led照明设备的色度更加一致。为了维持一致的目标色度，必须通过一系列目标调光水平来仔细地校准一系列目标色度值。
10、在实践中，由于温度的改变和随着led老化的时间，现有技术照明设备产生的流明输出和色度经常不同于目标调光水平和目标色度设置。通常，温度的改变影响所有磷光体转换led和非磷光体转换led的流明输出和色度。虽然现有技术设备可以执行某种水平的温度补偿，但是由于它们无法认识到温度不同程度地影响不同颜色的led的流明输出和色度，所以它们无法提供准确结果。此外，这些现有技术设备无法解释磷光体转换led产生的照明的色度偏移，所述色度偏移由磷光体老化而产生。因此，这些现有技术设备无法在工作条件下以及在led照明设备的使用期内维持照明设备的期望光通量和期望色度。
11、仍然需要改进的照明设备以及用于校准和补偿led照明设备内的个别led的改进方法，以便随着温度的变化、驱动电流的变化以及随着led老化的时间而准确地维持照明设备的期望光通量和期望色度。在多颜色led照明设备中(因为不同颜色的led不同程度地受温度和老化的影响)以及在使得能够通过调整向led中的一个或多个led供应的驱动电流来改变目标调光水平和/或目标色度设置的可调节照明设备中(因为驱动电流的改变内在地影响照明设备的流明输出、颜色和温度)尤其保证了这种需要。
技术实现思路
1、以下对照明设备以及用于校准和控制照明设备的方法的各种实施例的描述不应当以任何方式被解释为限制所附权利要求的主题。
2、根据一个实施例，本文中提供了一种用于校准发光二极管(led)照明设备中的个别led从而使得可以随着驱动电流、温度的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种照明设备，包括：
2.如权利要求1所述的照明设备，其中，所述LED驱动器和接收器电路被进一步配置成用于：
3.如权利要求2所述的照明设备，其中，针对每一个LED链，所述控制电路被进一步配置成用于：如果所述控制电路针对所述LED链确定的所述预期光电流值不同于所述LED驱动器和接收器电路针对所述LED链测量的所述光电流，则调整由所述LED驱动器和接收器电路当前施加到所述LED链上以便产生照明的所述驱动电流。
4.如权利要求3所述的照明设备，其中，针对每一个LED链，所述控制电路被进一步配置成用于：
5.如权利要求2所述的照明设备，其中，针对每一个LED链，所述控制电路被配置成用于使用以下各项来确定所述预期光电流值：所述LED驱动器和接收器电路测量的所述正向电压、所述LED驱动器和接收器电路当前施加到所述LED链上以便产生照明的所述驱动电流、所述校准值表、以及一种或多种插值技术。
6.如权利要求5所述的照明设备，其中，针对每一个LED链，所述校准值表包括：
7.如权利要求6所述的照明设备，其中，所述第一多个
8.如权利要求6所述的照明设备，其中，针对每一个LED链，所述控制电路被配置成用于通过以下方式来确定所述LED的所述预期光电流值：
9.如权利要求8所述的照明设备，其中，所述控制电路被配置成用于通过使用非线性插值技术在所述第一与第二多个存储光电流值之间进行插值从而计算所述第三多个光电流值。
10.如权利要求8所述的照明设备，其中，所述控制电路被配置成用于通过以下方式来生成所述关系：向所述第三多个光电流值应用更高阶插值，以便生成所述LED链的光电流与驱动电流之间的非线性关系。
11.如权利要求8所述的照明设备，其中，所述控制电路被配置成用于通过以下方式来生成所述关系：向所述第三多个光电流值应用分段线性插值，以便近似估计所述LED链的光电流与驱动电流之间的非线性关系。
12.一种照明设备，包括：
13.如权利要求12所述的照明设备，其中，所述第一峰值发射波长的范围在约400nm与约500nm之间，并且所述第二峰值发射波长的范围在约500nm与约650nm之间。
14.如权利要求12所述的照明设备，其中，所述第一光电检测器的检测范围在约400与约500nm之间，并且所述第二光电检测器的检测范围在约500nm与约650nm之间。
15.如权利要求12所述的照明设备，进一步包括LED驱动器和接收器电路，所述LED驱动器和接收器电路被配置成用于：
16.一种包括一个或多个发射器模块的照明设备，其中，每一个发射器模块包括：
17.如权利要求16所述的照明设备，其中，所述基底由在横所述向方向上提供相对高的热阻抗的材料形成。
18.如权利要求17所述的照明设备，其中，所述基底由热导率小于约150W/(mK)的材料形成。
19.如权利要求17所述的照明设备，其中，所述基底由氮化铝材料、氧化铝材料或层压材料形成。
20.如权利要求16所述的照明设备，其中，所述基底的厚度范围在约300μm与约500μm之间。
21.如权利要求16所述的照明设备，其中，每一个发射器模块包括被耦合至所述基底的底部表面的热沉。
22.一种包括一个或多个发射器模块的照明设备，其中，每一个发射器模块包括：
23.如权利要求22所述的照明设备，其中，所述多个LED包括至少四个LED，所述至少四个LED靠近在一起地被安装在所述多层基底上，并且被安排在所述主要光学结构的中心附近的阵列中。
24.如权利要求22所述的照明设备，其中，所述多个LED包括一个红色LED、一个绿色LED、一个蓝色LED和一个白色或黄色LED。
25.如权利要求24所述的照明设备，其中，所述一个或多个光电检测器包括一个红色LED、一个橙色LED或一个黄色LED。
26.如权利要求22所述的照明设备，其中，所述多个LED包括红色LED链、绿色LED链、绿色LED链和白色或黄色LED链，并且其中每个链包括相同颜色的二至四个LED。
27.如权利要求26所述的照明设备，其中，所述一个或多个光电检测器包括一个或多个红色LED和一个或多个绿色LED。
...【技术特征摘要】
1.一种照明设备，包括：
2.如权利要求1所述的照明设备，其中，所述led驱动器和接收器电路被进一步配置成用于：
3.如权利要求2所述的照明设备，其中，针对每一个led链，所述控制电路被进一步配置成用于：如果所述控制电路针对所述led链确定的所述预期光电流值不同于所述led驱动器和接收器电路针对所述led链测量的所述光电流，则调整由所述led驱动器和接收器电路当前施加到所述led链上以便产生照明的所述驱动电流。
4.如权利要求3所述的照明设备，其中，针对每一个led链，所述控制电路被进一步配置成用于：
5.如权利要求2所述的照明设备，其中，针对每一个led链，所述控制电路被配置成用于使用以下各项来确定所述预期光电流值：所述led驱动器和接收器电路测量的所述正向电压、所述led驱动器和接收器电路当前施加到所述led链上以便产生照明的所述驱动电流、所述校准值表、以及一种或多种插值技术。
6.如权利要求5所述的照明设备，其中，针对每一个led链，所述校准值表包括：
7.如权利要求6所述的照明设备，其中，所述第一多个存储光电流值、所述第二多个存储光电流值、以及所述多个存储正向电压值包括测量值或所计算的系数。
8.如权利要求6所述的照明设备，其中，针对每一个led链，所述控制电路被配置成用于通过以下方式来确定所述led的所述预期光电流值：
9.如权利要求8所述的照明设备，其中，所述控制电路被配置成用于通过使用非线性插值技术在所述第一与第二多个存储光电流值之间进行插值从而计算所述第三多个光电流值。
10.如权利要求8所述的照明设备，其中，所述控制电路被配置成用于通过以下方式来生成所述关系：向所述第三多个光电流值应用更高阶插值，以便生成所述led链的光电流与驱动电流之间的非线性关系。
11.如权利要求8所述的照明设备，其中，所述控制电路被配置成用于通过以下方式来生成所述关系：向所述第三多个光电流值应用分段线性插值，以便近似估计所述led链的光电流与驱动电流之间的非线性关系。
12.一种照明设备，包括：
13.如权利要求12所述的照明设备，其中，所述第一峰值...
【专利技术属性】
技术研发人员：H·C·何，J·E·路易斯，D·J·克纳普，J·A·萨维奇，KL·常，M·马龙，
申请(专利权)人：路创技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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