專利名稱：校準照明系統(tǒng)的方法和照明系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種校準照明系統(tǒng)的方法和根據(jù)這種方法校準的照明系統(tǒng)。照明系統(tǒng)
包括至少一個將電能轉(zhuǎn)化為光的光源以及至少一個給光源提供電能的具有合適特性的光 源驅(qū)動器。
背景技術(shù)：
在照明系統(tǒng)中，一種顏色的光可以由一個或多個光源產(chǎn)生，多種顏色的光可以通 過組合從不同光源發(fā)射的光來產(chǎn)生，所述不同光源中的每一個發(fā)射不同的基色。不同的光 源可以是相同或相似的類型，或者可以是不同的類型。 術(shù)語"光源"應(yīng)當被理解為包括但不限于多種多樣的輻射源中的任何一個或多個， 例如基于LED(發(fā)光二極管)的光源(包括一個或多個LED)、白熾光源(例如絲燈或鹵素 燈)、熒光源、磷光源、氣體放電源或者激光器。 這樣的照明系統(tǒng)本身是已知的。它們尤其用于普通照明目的(例如聚光燈、泛光 燈)以及用于大面積直視發(fā)光面板，例如應(yīng)用于比如告示板、輪廓照明和廣告板。此外，此 類照明系統(tǒng)用作例如用于電視接收器和監(jiān)示器的(圖像)顯示設(shè)備的背光照明。這樣的 照明系統(tǒng)尤其適合用作非發(fā)射式顯示器的背光源，所述非發(fā)射式顯示器例如液晶顯示設(shè)備 (也稱為LCD面板)，其用于(便攜式)計算機或(移動)電話。 當不同基色的光源用于形成照明系統(tǒng)時，出現(xiàn)了實現(xiàn)在照明系統(tǒng)色點內(nèi)具有希望 的分散范圍(spread)的希望的色點的問題。本領(lǐng)域中已知的是，光源的色點通常由根據(jù) CIE 1931色圖的顏色坐標或者所謂的三剌激值(x， y， z)來表征。此外，本領(lǐng)域中已知的 是，色點內(nèi)的分散范圍通常由根據(jù)所謂的麥克亞當(MacAdam)橢圓的所謂的"顏色匹配標 準差"(SDCM)來表征。舉個例子來說，對于大約為3的SDCM，色差是恰可分辨的。光源可 以是具有截然不同的基色的光源，例如眾所周知的紅色(R)、綠色(G)或藍色(B)光源。此 外，光源能夠?qū)⒗珑晟蚯嗌鳛榛?。這些基色光可以直接由光源直接產(chǎn)生，或者可 以由磷光體在用來自光源的光照射時產(chǎn)生。在后一種情況下，混合色或白色光也可能作為 基色之一。 由于光源的光學(xué)性質(zhì)是根據(jù)時間、電流和溫度而變化的，因此光源驅(qū)動器控制器 被用來獲得和保持預(yù)定的顏色精度。在照明系統(tǒng)中，用于光源的驅(qū)動電路系統(tǒng)的性質(zhì)也可 能隨著時間而改變，例如因溫度和部件老化而改變。為了提供所述一個或多個光源的光發(fā) 射的可重復(fù)性，本領(lǐng)域中已知的是采用可以利用一個或多個傳感器和顏色反饋算法以便獲 得高的顏色精度的光源驅(qū)動器控制器。在這類系統(tǒng)中，傳感器可以尤其測量光源的光分布、 溫度和/或光源的光通量水平。顏色反饋算法和其他的邏輯電路系統(tǒng)傳統(tǒng)上是在位于光源 驅(qū)動器附近的光源驅(qū)動器(微)控制器中實施的，或者與其形成單元。顏色反饋算法感知 照明系統(tǒng)產(chǎn)生的光的參數(shù)，光源驅(qū)動器控制器控制光源驅(qū)動器可再現(xiàn)地產(chǎn)生光的希望的顏 色和強度。此外，采用前饋控制系統(tǒng)以便制造具有甚至更高的顏色精度的照明系統(tǒng)。
不同的光源，即使來自相同類型和相同來源，事實上在其制造后也具有不同的特性。在顏色反饋算法中，必須使用代表來自不同光源的發(fā)射的特性的數(shù)據(jù)，并且依據(jù)這些數(shù) 據(jù)的算法控制光源的發(fā)射。為了獲得精確的顏色可調(diào)諧性，光源需要經(jīng)過測量(或校準)， 并且該數(shù)據(jù)必須提供給顏色反饋算法以控制耦合到光源的光源驅(qū)動器。例如，在照明系統(tǒng) 中，為了達到預(yù)定的色點，光源(例如LED)可以由關(guān)聯(lián)的光源驅(qū)動器隨著時間以人眼不可 察覺的頻率開啟和關(guān)閉，其中占空比由顏色反饋算法確定。 盡管光源驅(qū)動器可以具有關(guān)于照明系統(tǒng)中存在的每個光源的足夠的信息，但是當 光源驅(qū)動電子器件引入了在光源校準期間沒有考慮到的誤差時，顏色仍會偏離希望的顏 色。 因此，在常規(guī)的制造過程中，要求在一個時間和一個位置建立光源和光源驅(qū)動器
的組合校準以便使它們相互匹配。然而，出于下面的原因，這是不合需要的。 首先，光源和光源驅(qū)動器需要同時被放置在相同位置以便在制造過程的某點上進
行組合校準，這需要復(fù)雜的物流(logistics)。第二，在照明系統(tǒng)的使用中，光源和光源驅(qū)動
器在被組合校準后，應(yīng)該繼續(xù)形成這樣的組合，這降低了靈活性并增加了成本。 發(fā)明目的 希望的是提供一種照明系統(tǒng)，其中不同的光源可以基本上隨機地和不同的光源驅(qū) 動器組合，而不損害校準過程。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的實施例中，提出了一種校準照明系統(tǒng)的方法。該照明系統(tǒng)包括至少一 個光源和光源驅(qū)動器，所述光源驅(qū)動器具有控制該光源驅(qū)動器的光源驅(qū)動器控制器。該方 法包括將光源和光源存儲器耦合；通過確定光源輸入?yún)?shù)和光源輸出參數(shù)之間的光源運 行關(guān)系(operational relationship)來校準光源；在光源存儲器中存儲代表光源運行關(guān) 系的光源控制數(shù)據(jù)；將光源驅(qū)動器和光源驅(qū)動器存儲器耦合；通過確定光源驅(qū)動器輸入?yún)?數(shù)和光源驅(qū)動器輸出參數(shù)之間的光源驅(qū)動器運行關(guān)系來校準光源驅(qū)動器；在光源驅(qū)動器存 儲器中存儲代表光源驅(qū)動器運行關(guān)系的光源驅(qū)動器控制數(shù)據(jù)；將光源與光源驅(qū)動器組裝起 來；以及根據(jù)從光源存儲器和光源驅(qū)動器存儲器中讀取的光源控制數(shù)據(jù)和光源驅(qū)動器控制 數(shù)據(jù)校準光源驅(qū)動器控制器。 在校準使用傳感器來感測光源產(chǎn)生的光、采用顏色反饋系統(tǒng)的照明系統(tǒng)的方法的 實施例中，該方法包括提供傳感器以感測光源產(chǎn)生的光；將傳感器和傳感器存儲器耦合； 通過確定傳感器輸入?yún)?shù)和傳感器輸出參數(shù)之間的傳感器運行關(guān)系來校準該傳感器；在傳 感器存儲器中存儲代表傳感器運行關(guān)系的傳感器控制數(shù)據(jù)；將該傳感器與光源和光源驅(qū)動 器組裝起來；以及進一步根據(jù)從傳感器存儲器中讀取的傳感器控制數(shù)據(jù)校準光源驅(qū)動器控 制器。 代替本領(lǐng)域中通常采用的將一個或多個光源與一個或多個光源驅(qū)動器結(jié)合執(zhí)行 對照明系統(tǒng)的校準的是，本發(fā)明提出在光源、光源驅(qū)動器和傳感器組合以形成照明系統(tǒng)并 且首次激活以前單獨地對它們進行校準。在這種激活時，存儲在對應(yīng)存儲器中的控制數(shù)據(jù) 可以例如由光源驅(qū)動器控制器或單獨的編程設(shè)備讀取，并且光源驅(qū)動器控制器可以根據(jù)所 述控制數(shù)據(jù)加以校準。 光源存儲器、光源驅(qū)動器存儲器和傳感器存儲器中的至少一個可以分別同光源、光源驅(qū)動器和傳感器形成單元，從而在校準特定部件的過程中獲得的控制數(shù)據(jù)物理上與相 同的部件存儲在一起。當部件組合時，存儲于此類存儲器中的控制數(shù)據(jù)是容易獲得的?？?替換地，控制數(shù)據(jù)可以存儲于遠程存儲器，例如遠程服務(wù)器的存儲器，其中部件和存儲器中 與之關(guān)聯(lián)的控制數(shù)據(jù)具有相應(yīng)的標識符，從而使得帶有控制數(shù)據(jù)的存儲器耦合到關(guān)聯(lián)的部 件。部件的存儲器中存儲的標識符還可用于部件的特定組合的注冊(registration)。
參考下面的詳細描述并結(jié)合附圖考慮，將會更容易任何和更好地理解權(quán)利要求和 優(yōu)點，附圖中相似的附圖標記代表相似的部分。


圖1繪出了本發(fā)明實施例中的照明系統(tǒng)的示圖。
具體實施例方式
圖1示意性地示出了光源10、與光源IO耦合以形成光源單元14的光源存儲器12、 光源驅(qū)動器20、與光源驅(qū)動器20耦合以形成光源驅(qū)動器單元24的光源驅(qū)動器存儲器22、 傳感器30、與傳感器30耦合以形成傳感器單元34的傳感器存儲器32以及光源驅(qū)動器控制 器40。照明系統(tǒng)可以包括至少一個光源單元14、至少一個光源驅(qū)動器單元24和至少一個 光源驅(qū)動器控制器40，并且此外可以包括至少一個傳感器單元34。該照明系統(tǒng)可嵌入到照 明器中。 光源存儲器12被配置成存儲光源數(shù)據(jù)，所述光源數(shù)據(jù)代表一個或多個光源輸入 參數(shù)(例如溫度、電流)與一個或多個光源輸出參數(shù)(例如色點、電壓)之間的光源運行關(guān) 系，其中這些關(guān)系也可以由典型數(shù)據(jù)定義，所述典型數(shù)據(jù)例如參考正向電流、熱阻、熱/冷 因子、固定偏差(droop)等。光源驅(qū)動器存儲器22被配置成存儲光源驅(qū)動器數(shù)據(jù)，所述光 源驅(qū)動器數(shù)據(jù)代表一個或多個光源驅(qū)動器輸入?yún)?shù)(例如希望的色點)和一個或多個光源 驅(qū)動器輸出參數(shù)(例如電流)之間的光源驅(qū)動器運行關(guān)系。傳感器存儲器32被配置成存 儲傳感器數(shù)據(jù)，所述傳感器數(shù)據(jù)代表一個或多個傳感器輸入?yún)?shù)(例如指定色點的光)和 一個或多個傳感器輸出參數(shù)(例如電壓、電流或代碼)之間的傳感器運行關(guān)系。
存儲器可以是EEPR0M(電可擦除可編程只讀存儲器)類型的或者任何其他非易失 性類型的存儲器。 在光源存儲器12、光源驅(qū)動器存儲器22和傳感器存儲器32的任何一個中，在校 準過程中寫入適當?shù)目刂茢?shù)據(jù)，從而定義所述不同的相關(guān)輸入/輸出參數(shù)關(guān)系。根據(jù)本發(fā) 明，光源10、光源驅(qū)動器20和傳感器30中的每一個都可以獨立于其中的任何其他部件來 加以校準(即在校準時間和/或位置方面獨立)。光源存儲器12不必在物理上耦合到光 源10(盡管它可能這樣)，而是也可以通過作為物理上被放置在不同位置(例如遠程位置) 的存儲器(的指定部分)或者物理上和另一設(shè)備(例如光源驅(qū)動器存儲器22)組合而"虛 擬地"耦合到光源10。在這種情況下，光源10和光源存儲器12可能會有相應(yīng)的標識符，所 述標識符用來標識所述關(guān)聯(lián)的存儲器或存儲器部分。這同樣適用于光源驅(qū)動器20和關(guān)聯(lián) 的光源驅(qū)動器存儲器22之間的耦合以及傳感器30和關(guān)聯(lián)的傳感器存儲器32之間的耦合， 這樣的耦合在圖1中用虛線表示。簡而言之，光源10和光源存儲器12由于二者相互關(guān)聯(lián) 形成了物理的或者虛擬的單元。這同樣適用于與光源驅(qū)動器存儲器22關(guān)聯(lián)的光源驅(qū)動器
620，并且適用于傳感器30和傳感器存儲器32，如圖1中虛線方框所示。
在制造過程中，光源10、光源驅(qū)動器20和傳感器30中的每一個可以單獨且獨立于 其中的其他部件而制造。此外，光源10、光源驅(qū)動器20和傳感器30中的每一個的校準可 以(在時間和位置方面)單獨且獨立于其中的其他部件而執(zhí)行，以便產(chǎn)生合適的光源控制 數(shù)據(jù)、光源驅(qū)動器控制數(shù)據(jù)和傳感器控制數(shù)據(jù)。 —旦光源10和光源驅(qū)動器20相互組合(相互連接)并被首次激活，那么來自光 源存儲器12的光源控制數(shù)據(jù)通過光源驅(qū)動器控制器40與來自光源驅(qū)動器存儲器22的光 源驅(qū)動器數(shù)據(jù)以及可能地還與來自傳感器存儲器32的傳感器控制數(shù)據(jù)(如果傳感器30形 成應(yīng)用的一部分的話)組合和匹配。于是，參考和實際參數(shù)值之間的偏差可以由光源驅(qū)動 器控制器40補償。從而，當根據(jù)為部件存儲的控制數(shù)據(jù)將這些部件組合時，可以自動地發(fā) 生對于整個照明系統(tǒng)的"校準"。結(jié)果，當控制信號CS輸入至光源驅(qū)動器控制器40時，照明 系統(tǒng)提供光的量和所需的類型。光源驅(qū)動器控制器40可以是光源驅(qū)動器單元24物理上的 一部分。 類似的整個照明系統(tǒng)的"校準"過程可以在拆卸現(xiàn)有照明系統(tǒng)并且使用部件以形
成新的照明系統(tǒng)之后進行，所述新的照明系統(tǒng)具有一個或多個先前使用的光源、一個或多
個光源驅(qū)動器和可能的一個或多個傳感器。如果認為有必要，那么可以在裝配該新的照明
系統(tǒng)之前，單獨且獨立地重新校準所述先前使用的光源、光源驅(qū)動器或者傳感器中的每一 個。 當將單獨校準的光源與單獨校準的光源驅(qū)動器和單獨校準的傳感器組合時，假設(shè) 在校準和組合之間的時間段內(nèi)，部件沒有發(fā)生重大的變化。 在LED光源的校準中，光源控制數(shù)據(jù)可以包括正向電壓、三剌激值、通量和色度、 參考溫度、參考正向電流、熱阻、熱/冷因子、固定偏差等。 在LED光源驅(qū)動器的校準中，光源驅(qū)動器控制數(shù)據(jù)可以包括正向電流、上升和下 降時間、電路數(shù)據(jù)、P麗(脈寬調(diào)制)頻率等。 傳感器電路中的反饋算法可以包括FFB(通量反饋)、CCFB(顏色反饋)、其與 TFF(溫度前饋)的組合等。 根據(jù)需要，本文公開了本發(fā)明的詳細實施例。然而，應(yīng)當理解的是，這些公開的實 施例僅為本發(fā)明的示例，其可以以各種不同的形式實施。因此，本文披露的特定結(jié)構(gòu)和功能 細節(jié)不應(yīng)當被解釋為限制性的，而是僅僅作為權(quán)利要求的基礎(chǔ)和用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員 不同地將本發(fā)明應(yīng)用于幾乎任意合適的詳細結(jié)構(gòu)中的代表性基礎(chǔ)。此外，本文使用的術(shù)語 和短語并不預(yù)期是限制性的；而是意在提供對于本發(fā)明的可理解的描述。
本文使用的措詞"一"或"一個"被定義為一個或一個以上。本文使用的措詞多個 被定義為兩個或兩個以上。本文使用的措詞另一被定義為至少第二或更多。本文使用的措 詞包含和/或具有定義為包括(即開放式語言)。本文使用的措詞耦合被定義為連接，盡管 不一定直接地連接和不一定機械地連接。本文使用的措詞程序、軟件應(yīng)用程序等等被定義 為設(shè)計用于在計算機系統(tǒng)上執(zhí)行的指令序列。程序、計算機程序或軟件應(yīng)用程序可以包括 子例程、函數(shù)、過程、對象方法、對象實現(xiàn)、可執(zhí)行應(yīng)用程序，小應(yīng)用程序(applet)、小服務(wù)程 序(servlet)、源代碼、目標代碼、共享庫/動態(tài)加載庫和/或設(shè)計用于在計算機系統(tǒng)上執(zhí)行 的其他指令序列。
權(quán)利要求
一種校準照明系統(tǒng)的方法，該照明系統(tǒng)包括至少一個光源和光源驅(qū)動器，所述光源驅(qū)動器具有控制該光源驅(qū)動器的光源驅(qū)動器控制器，該方法包括-將光源與光源存儲器耦合；-通過確定光源輸入?yún)?shù)和光源輸出參數(shù)之間的光源運行關(guān)系來校準光源；-在光源存儲器中存儲代表光源運行關(guān)系的光源控制數(shù)據(jù)；-將光源驅(qū)動器與光源驅(qū)動器存儲器耦合；-通過確定光源驅(qū)動器輸入?yún)?shù)與光源驅(qū)動器輸出參數(shù)之間的光源驅(qū)動器運行關(guān)系來校準光源驅(qū)動器；-在光源驅(qū)動器存儲器中存儲代表光源驅(qū)動器運行關(guān)系的光源驅(qū)動器控制數(shù)據(jù)；-將光源與光源驅(qū)動器組裝起來；以及-根據(jù)從光源存儲器和光源驅(qū)動器存儲器中讀取的光源控制數(shù)據(jù)和光源驅(qū)動器控制數(shù)據(jù)校準光源驅(qū)動器控制器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括 _提供傳感器以感測光源產(chǎn)生的光； _將傳感器與傳感器存儲器耦合；_通過確定傳感器輸入?yún)?shù)和傳感器輸出參數(shù)之間的傳感器運行關(guān)系來校準傳感器； _在傳感器存儲器中存儲代表傳感器運行關(guān)系的傳感器控制數(shù)據(jù)； _將傳感器與光源和光源驅(qū)動器組裝起來；以及-進一步根據(jù)從傳感器存儲器中讀取的傳感器控制數(shù)據(jù)校準光源驅(qū)動器控制器。
3. —種照明系統(tǒng)，包括 _至少一個光源；-光源存儲器，其與光源耦合，并且被配置成存儲代表光源輸入?yún)?shù)和光源輸出參數(shù)之 間的光源運行關(guān)系的光源控制數(shù)據(jù)； _光源驅(qū)動器；_光源驅(qū)動器存儲器，其與光源驅(qū)動器耦合，并且被配置成存儲代表光源驅(qū)動器輸入?yún)?數(shù)和光源驅(qū)動器輸出參數(shù)之間的光源運行關(guān)系的光源驅(qū)動器控制數(shù)據(jù)；_光源驅(qū)動器控制器，其與光源驅(qū)動器耦合，并且控制光源驅(qū)動器，該光源驅(qū)動器控制 器被配置成訪問光源存儲器和光源驅(qū)動器存儲器，并且根據(jù)從光源存儲器和光源驅(qū)動器存 儲器中讀取的光源控制數(shù)據(jù)和光源驅(qū)動器控制數(shù)據(jù)控制光源驅(qū)動器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的照明系統(tǒng)，還包括 _感測光源產(chǎn)生的光的傳感器；_傳感器存儲器，其與傳感器耦合，并且被配置成存儲代表傳感器輸入?yún)?shù)和傳感器輸 出參數(shù)之間的傳感器運行關(guān)系的傳感器控制數(shù)據(jù)，-光源驅(qū)動器控制器進一步被配置成訪問傳感器存儲器并且根據(jù)光源控制數(shù)據(jù)、光源 驅(qū)動器數(shù)據(jù)和從傳感器存儲器中讀取的傳感器控制數(shù)據(jù)來控制光源驅(qū)動器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4的照明系統(tǒng)，其中光源存儲器和光源形成單元。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3或4的照明系統(tǒng)，其中光源驅(qū)動器存儲器和光源驅(qū)動器形成單元。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4的照明系統(tǒng)，其中傳感器存儲器與傳感器形成單元。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3或4的照明系統(tǒng)，其中光源存儲器和光源驅(qū)動器存儲器中的至少一個分別遠離光源和光源驅(qū)動器。
9.根據(jù)權(quán)利要求4的照明系統(tǒng)，其中傳感器存儲器遠離傳感器。
全文摘要
在具有至少一個光源、光源驅(qū)動器和控制光源驅(qū)動器的光源驅(qū)動器控制器的照明系統(tǒng)的校準中，在組合這些單獨的部件之前，單獨地校準這些部件。為此，光源與光源存儲器耦合，光源通過確定光源輸入?yún)?shù)和光源輸出參數(shù)之間的光源運行關(guān)系來校準，并且將代表光源運行關(guān)系的光源控制數(shù)據(jù)存儲于光源存儲器中。光源驅(qū)動器與光源驅(qū)動器存儲器耦合，光源驅(qū)動器通過確定光源驅(qū)動器輸入?yún)?shù)和光源驅(qū)動器輸出參數(shù)之間的光源驅(qū)動器運行關(guān)系來校準，并且將代表光源驅(qū)動器運行關(guān)系的光源驅(qū)動器控制數(shù)據(jù)存儲于光源驅(qū)動器存儲器中。在這些單獨的校準之后，將光源和光源驅(qū)動器組裝起來，并且根據(jù)從光源存儲器和光源驅(qū)動器存儲器中讀取的光源控制數(shù)據(jù)和光源驅(qū)動器控制數(shù)據(jù)校準光源驅(qū)動器控制器。如果照明系統(tǒng)中使用傳感器感測光源產(chǎn)生的光，那么將傳感器和傳感器存儲器耦合，通過確定傳感器輸入?yún)?shù)和傳感器輸出參數(shù)之間的傳感器運行關(guān)系來校準傳感器，并且將代表傳感器運行關(guān)系的傳感器控制數(shù)據(jù)存儲于傳感器存儲器中。在將傳感器與光源和光源驅(qū)動器組裝起來之后，進一步根據(jù)從傳感器存儲器中讀取的傳感器控制數(shù)據(jù)校準光源驅(qū)動器控制器。
文檔編號H05B37/02GK101785365SQ200880101175
公開日2010年7月21日 申請日期2008年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月31日
發(fā)明者J·A·M·范埃普, P·H·F·多伊倫伯格, W·范杜伊尼維爾特 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司