專利名稱：用于最大化發(fā)光體性能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于最大化以預(yù)先確定顏色發(fā)光的發(fā)光體的性能的方法。本發(fā)明同樣涉及上述發(fā)光體、用于執(zhí)行上述方法的計(jì)算機(jī)程序以及計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
發(fā)光器件(例如LED)的光通量的發(fā)展和改進(jìn)中的進(jìn)步已經(jīng)使這些器件適合于在通用照明應(yīng)用中使用。對(duì)于照明，具有高發(fā)光效率和/或優(yōu)良顯色性通常很重要。顯色指數(shù)(CRI)是對(duì)光源與理想的或自然光源相比如實(shí)再現(xiàn)各種對(duì)象的顏色的能力的定量測(cè)量。 CRI是用于指示光源與相同色溫的參考源相比的顯色性精度的CIE(國際照明委員會(huì))標(biāo)度，其通常是針對(duì)8種標(biāo)準(zhǔn)色(Ra8)的平均值。以標(biāo)度1到100表示，值為100指示沒有失真。低CRI評(píng)分指示在該特定光源下對(duì)象的顏色將出現(xiàn)失真。通常使用多個(gè)原色來構(gòu)建諸如發(fā)光體之類的可調(diào)整彩色照明系統(tǒng)。對(duì)于由相應(yīng)的紅色、綠色和藍(lán)色LED組成的發(fā)光體，可以提供種類繁多的顏色，并且LED亮度的獨(dú)特組合將產(chǎn)生特定的顏色。舉例來說，W02008/056321涉及用于確定用于以期望的亮度和顏色驅(qū)動(dòng)照明器件的驅(qū)動(dòng)值的方法。雖然描述了 3個(gè)LED的系統(tǒng)，但W02008/056321附加地提及了對(duì)寬波段(熒光轉(zhuǎn)換型)白色LED或與窄波段紅色、綠色和藍(lán)色LED—起使用的琥珀色 LED的使用。雖然當(dāng)混合3種顏色時(shí)可以達(dá)到高達(dá)約89的CRI，但混合4種顏色可以產(chǎn)生介于85與98之間某處的CRI值，這將滿足一般照明的大多數(shù)需要。如果混合5種顏色，可以達(dá)到稍微更大的CRI值。可以基于使用測(cè)試參考源的已知的、已計(jì)算的(例如，內(nèi)插的、仿真的、外插的等等)或已測(cè)量的照明特性的多種數(shù)值、數(shù)學(xué)或?qū)嶒?yàn)方法，來計(jì)算不同的照明特性。這些比較通常涉及復(fù)雜的函數(shù)，由此產(chǎn)生一定的計(jì)算量。如果應(yīng)混合3種以上的顏色，則從已知算法產(chǎn)生的計(jì)算量可能變得不切實(shí)際，從而變得復(fù)雜。因此，為了簡化對(duì)例如發(fā)光體的控制，可能會(huì)期望簡化對(duì)不同照明特性的計(jì)算。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種解決方案，其中至少部分地消除了以上涉及的缺點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，通過用于最大化以預(yù)先確定的顏色發(fā)光的發(fā)光體的性能的方法來滿足以上目的，該方法包括確定對(duì)應(yīng)于預(yù)先確定的顏色的目標(biāo)色點(diǎn)，提供在固定參考色點(diǎn)發(fā)光的第一光源，以及提供能夠在可調(diào)節(jié)色點(diǎn)發(fā)光的第二光源。該方法進(jìn)一步包括選擇所述可調(diào)節(jié)色點(diǎn)從而使得由第一光源和第二光源發(fā)出的光的組合在目標(biāo)色點(diǎn)共同產(chǎn)生光，其中基于目標(biāo)色點(diǎn)和參考色點(diǎn)的位置選擇可調(diào)節(jié)色點(diǎn)，從而最大化發(fā)光體的性能。通過本質(zhì)上耦合自由度從而使得將要發(fā)出的光被分為通過顯式關(guān)系耦合的兩組， 即，一組代表第一光源而另一組代表第二光源，可以減少自由度的數(shù)目。例如，第二光源可以包括多個(gè)光源，舉例而言，諸如適合發(fā)出相應(yīng)的紅色、綠色和藍(lán)色光的3個(gè)光源。因此，只需要較少的計(jì)算來最大化發(fā)光體的性能。對(duì)性能的最大化可以包括最大化發(fā)光體的顯色指數(shù)(CRI)、通量和功效中的至少一個(gè)。將要最大化的照明特性例如可以在發(fā)光體中預(yù)先定義，或可以通過用戶接口選擇，并且可以在一個(gè)發(fā)光體和另一個(gè)發(fā)光體間不同，或甚至在每次利用同樣的發(fā)光體時(shí)不同，視場(chǎng)合而定。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，第二光源包括不同原色的至少3個(gè)可調(diào)諧光源。通過提供至少3個(gè)可調(diào)諧原色，可以調(diào)諧可調(diào)諧光源與第一光源的強(qiáng)度比，以在最大化的性能上提供預(yù)先確定的、期望的目標(biāo)色點(diǎn)。由本發(fā)明給定的參數(shù)之間的顯式關(guān)系支持將自由度的數(shù)目從4減少到3，即，減少到所期望的顏色，第一光源和第二光源反映全部3個(gè)可調(diào)諧光源。此外，由于可調(diào)諧光源為不同原色的，因此可以支持寬范圍的顏色?？烧{(diào)諧光源例如可以是相應(yīng)的紅色、綠色和藍(lán)色窄波段調(diào)諧光源，由此可以采用有效的方式支持飽和顏色的生成。根據(jù)本發(fā)明的光源此外可以是例如LED(發(fā)光二極管)，然而本發(fā)明的范圍不限于此。為了能夠以有效的方式調(diào)諧發(fā)光體以提供預(yù)先確定的顏色，第一光源可以適合于提供基本上白色的光。貫穿本文檔，“基本上白色”應(yīng)當(dāng)被以寬泛的意義解釋，其同樣包括提供例如冷白色、暖白色，或兩種白色的組合以及琥珀色的白色光源的多種變體。白色光源例如可以是寬波段熒光轉(zhuǎn)換型LED，或琥珀色LED，但其他選擇當(dāng)然也是可行的，諸如由其顏色被混合以產(chǎn)生白色的光的3個(gè)原色LED表示的白色光源。為了識(shí)別應(yīng)當(dāng)以其從發(fā)光體發(fā)出光的所期望的顏色，對(duì)預(yù)先確定的顏色的選擇可以基于通過預(yù)先確定的設(shè)置和/或用戶接口獲取的目標(biāo)顏色輸入值。由此針對(duì)目標(biāo)色點(diǎn)的選擇提供不同選項(xiàng)，并且可能性的范圍可以由設(shè)計(jì)者判斷。初始的參考和/或原色點(diǎn)可從發(fā)光體的初始校準(zhǔn)或從標(biāo)稱值獲知。為了識(shí)別更新的參考色點(diǎn)和/或原色點(diǎn)，可以獲取來自至少一個(gè)溫度傳感器、至少一個(gè)顏色傳感器和至少一個(gè)通量傳感器中的一個(gè)或其組合的測(cè)量值，并且因此基于測(cè)量值確定參考色點(diǎn)和/或原色點(diǎn)。通過這樣的反饋能力，反映當(dāng)前情況的色點(diǎn)可以由發(fā)光體獲取，并且可以執(zhí)行為了適應(yīng)于這些情況的測(cè)量。初始值例如存儲(chǔ)在發(fā)光體內(nèi)，并且根據(jù)操作期間的測(cè)量來更新。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，針對(duì)第二光源的可調(diào)諧驅(qū)動(dòng)信號(hào)可以適合于提供可調(diào)節(jié)色點(diǎn)，針對(duì)第一光源的第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)適合于提供參考色點(diǎn)，并且因而以相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)光源。因此，發(fā)光體可以因而包括諸如調(diào)節(jié)器之類的裝置，以通過例如改變相應(yīng)的占空比和 /或電流水平來調(diào)節(jié)不同光源的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。為了實(shí)現(xiàn)顏色空間轉(zhuǎn)換，可以向在二維空間中表示的色度圖映射目標(biāo)色點(diǎn)、參考色點(diǎn)和可調(diào)節(jié)色點(diǎn)。可調(diào)節(jié)色點(diǎn)優(yōu)選地處于在參考色點(diǎn)和目標(biāo)色點(diǎn)之間的想象的直線的延伸上。這樣的二維空間例如可以由CIE(國際照明委員會(huì))顏色空間色度圖(優(yōu)選的是CIE 1931 (xyY))來表示。由于將第二光源沿著直線定位的強(qiáng)制條件，維度空間中針對(duì)第二光源的可能的可選坐標(biāo)被限制到在該線上或在該線附近。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，可以針對(duì)在目標(biāo)色點(diǎn)共同產(chǎn)生光的由第一和第二光源發(fā)出的至少一個(gè)光組合，確定根據(jù)對(duì)目標(biāo)色點(diǎn)、參考色點(diǎn)和可調(diào)節(jié)色點(diǎn)的比較而推導(dǎo)的耦合系數(shù)。 此外，可以從該組合中挑選出由優(yōu)秀的耦合系數(shù)表示的可調(diào)節(jié)色點(diǎn)。因此，呈現(xiàn)了關(guān)于可以如何限制自由度的實(shí)現(xiàn)方式，其使用了識(shí)別優(yōu)秀的(例如最高的)耦合系數(shù)的顯式算法。為了避免發(fā)光體內(nèi)的實(shí)時(shí)計(jì)算努力，可以從包括預(yù)先存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的查找表中選擇可調(diào)節(jié)色點(diǎn)。使用這樣的解決方案，可以預(yù)先脫機(jī)執(zhí)行部分計(jì)算努力，從而減少了發(fā)光體的復(fù)雜性。因此，可以提供具有在預(yù)先確定的色點(diǎn)、參考色點(diǎn)和可調(diào)節(jié)色點(diǎn)之間的顯式關(guān)系的解決方案，其通過以實(shí)用的方式減少自由度的數(shù)目，減少了對(duì)發(fā)光體的最大化所需的計(jì)算的數(shù)目。根據(jù)第二方面，提供了用于在預(yù)先確定的顏色最大化性能的發(fā)光體，該發(fā)光體包括用于確定對(duì)應(yīng)于預(yù)先確定的顏色的目標(biāo)色點(diǎn)的裝置，在固定參考色點(diǎn)發(fā)光的第一光源， 以及能夠在可調(diào)節(jié)色點(diǎn)發(fā)光的第二光源。該發(fā)光體進(jìn)一步包括用于選擇所述可調(diào)節(jié)色點(diǎn)從而使得由第一光源和第二光源發(fā)出的光的組合在目標(biāo)色點(diǎn)共同產(chǎn)生光的裝置，其中基于目標(biāo)色點(diǎn)和參考色點(diǎn)的位置選擇可調(diào)節(jié)色點(diǎn)，從而最大化發(fā)光體的性能。使用這樣的發(fā)光體， 可以實(shí)現(xiàn)結(jié)合本發(fā)明的第一方面描述的類似的效果。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)具有存儲(chǔ)在其上的計(jì)算機(jī)程序裝置，用于使控制單元最大化以預(yù)先確定的顏色發(fā)光的發(fā)光體的性能。該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括用于確定對(duì)應(yīng)于預(yù)先確定的顏色的目標(biāo)色點(diǎn)的代碼，用于提供在固定參考色點(diǎn)發(fā)光的第一光源的代碼，以及用于提供能夠在可調(diào)節(jié)色點(diǎn)發(fā)光的第二光源的代碼。該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品進(jìn)一步包括用于選擇針對(duì)由第二光源發(fā)出的光的所述可調(diào)節(jié)色點(diǎn)，從而使得由第一光源和第二光源發(fā)出的光的組合在目標(biāo)色點(diǎn)共同產(chǎn)生光的代碼，其中基于用于最大化發(fā)光體的性能的目標(biāo)色點(diǎn)和參考色點(diǎn)的位置來選擇可調(diào)節(jié)色點(diǎn)。第三方面的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品還可以提供結(jié)合本發(fā)明的第一方面描述的類似的效果。附加地，提供了一種計(jì)算機(jī)程序，用于當(dāng)該程序在針對(duì)發(fā)光體的控制單元中執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行該方法的步驟。


現(xiàn)在將參考示出了本發(fā)明的當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施方式的附圖對(duì)本發(fā)明的這些方面和其他方面進(jìn)行更為詳細(xì)的描述，其中圖1圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的，用于最大化預(yù)先確定的顏色處的性能的示例性(exemplifying)發(fā)光體。圖2圖示了在二維空間中表示的顏色空間色度圖，其以示例性方式描繪了實(shí)施方式的色點(diǎn)。圖3呈現(xiàn)了用于最大化實(shí)施方式的發(fā)光體的性能的示例性步驟。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參考附圖在以下更加完全地描述本發(fā)明，在附圖中示出了本發(fā)明的當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施方式。然而，本發(fā)明可以實(shí)施為許多不同形式并且不應(yīng)當(dāng)被解釋為限于在此闡明的實(shí)施方式；相反地，這些實(shí)施方式是為了徹底性和完整性以及向技術(shù)人員完全地傳達(dá)該發(fā)明的范圍而提供的。相似的參考符號(hào)自始至終指代相似的元素。圖1圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的，用于最大化預(yù)先確定的顏色處的性能的示例性發(fā)光體1。在該圖示中，提供給發(fā)光體1的是所描繪的第一光源2，第一光源2在此包括適合于發(fā)射基本上白色的光的單個(gè)LED 3。白色LED 3例如可以是寬波段熒光轉(zhuǎn)換型的CN 102246595 A
說明書
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LED，或琥珀色LED，但其他選項(xiàng)當(dāng)然也是可行的。白色LED 3同樣例如可以由兩個(gè)或更多個(gè)原色LED表現(xiàn)，該原色LED的顏色被混合以產(chǎn)生白色的光。備選地，更寬波段的LED可以提供優(yōu)良的顯色性，并且雖然在當(dāng)前尚不可用，但這樣的更寬波段的LED被包括作為用于在此描述的光源的源。此外，可以為發(fā)光體1提供第二光源4，該第二光源4例如包括可調(diào)諧 LED 5、6、7。所示出的實(shí)施方式中的可調(diào)諧LED是紅色(R) 5、綠色(G) 6和藍(lán)色(B)7LED，它們適合于以相應(yīng)的不同原色R、G、B發(fā)光，這將結(jié)合圖2進(jìn)行進(jìn)一步說明。本發(fā)明的范圍當(dāng)然地覆蓋發(fā)出與所建議的顏色不同的其他顏色并且并不必須是原色的LED的其他組合。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步注意的是，在其他實(shí)施方式中，除了第一光源2和第二光源4，還可以提供另外的光源。此外，發(fā)光體1可以包括溫度傳感器8，該溫度傳感器8可以接近不同顏色的LED 3、5、6、7安裝。溫度傳感器8可以適合于確定LED 3、5、6、7的周圍溫度和/或基板溫度。 附加地，可以提供顏色傳感器9。顏色傳感器9是適合于提供發(fā)射光的顏色坐標(biāo)(例如， CIE X，Y)(即，適合于測(cè)量白色和/或單獨(dú)的原色R、G和B色的顏色坐標(biāo))的傳感器。此外，適合于提供發(fā)射光的單一通量數(shù)的通量傳感器10可以因而與允許分別確定紅色、綠色和藍(lán)色通量的驅(qū)動(dòng)與測(cè)量方案一起使用。通量傳感器10的靈敏度優(yōu)選地類似于人眼靈敏度。應(yīng)當(dāng)注意的是，上述傳感器8、9、10被分別提供在光源2、4附近，以提供針對(duì)每個(gè)不同顏色的LED 3、5、6、7的光通量和/或顏色的測(cè)量值。可能地，傳感器8、9、10中的一個(gè)或全部這些傳感器以及對(duì)附加的傳感器的使用可以被省略。為了支持對(duì)發(fā)光體1應(yīng)當(dāng)以其發(fā)光的各種顏色的選擇和/或?qū)榱诵阅艿淖畲蠡鴳?yīng)當(dāng)優(yōu)先的特性的選擇，發(fā)光體1此外可以包括用戶接口 11。用戶接口 11可以包括用戶輸入設(shè)備，諸如按鈕和可調(diào)節(jié)控件，其產(chǎn)生信號(hào)或電壓，例如對(duì)應(yīng)于高數(shù)字狀態(tài)和低數(shù)字狀態(tài)的數(shù)字信號(hào)。如果電壓的形式為模擬電壓，則可以使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)將電壓轉(zhuǎn)換為可用的數(shù)字形式(未示出)。經(jīng)由用戶接口 11，用戶能夠選擇期望的顏色，和/或選擇發(fā)光體1應(yīng)當(dāng)針對(duì)哪些特性被最大化；例如，用戶可以選擇挑選發(fā)光體1的最大化的CRI、通量或功效。可以對(duì)發(fā)光體1進(jìn)行優(yōu)化，以在例如經(jīng)常被量化為大光效能的大系統(tǒng)效能和通常被量化為大CRI的優(yōu)良顯色屬性之間找到有可能的最佳折衷。備選地或附加地，要最大化的所期望的顏色和/或特性同樣可以預(yù)先確定以及/或者從發(fā)光體1內(nèi)的設(shè)置獲取。此外，在所描述的實(shí)施方式中提供了控制單元12，該控制單元12可以適合于從傳感器8、9、10接收測(cè)量值以及從用戶接口 11接收預(yù)先確定的顏色和/或優(yōu)選性能特性?？刂茊卧?2可以包括微處理器、微控制器、可編程數(shù)字信號(hào)處理器或者另一可編程器件；它們中的每一個(gè)都由參考標(biāo)號(hào)13表示?？刂茊卧?2還可以，或作為替代，包括專用集成電路、可編程門陣列、可編程陣列邏輯、可編程邏輯器件或者數(shù)字信號(hào)處理器。如果控制單元 12包括可編程器件，諸如上述微處理器或微控制器，則處理器13可以進(jìn)一步包括控制發(fā)光體1的操作的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼?？刂茊卧?2可以附加地包括調(diào)節(jié)器15，該調(diào)節(jié)器15支持對(duì)LED 3、5、6、7中的一個(gè)或幾個(gè)的占空比和/或電流水平進(jìn)行調(diào)節(jié)。根據(jù)所圖示的實(shí)施方式，發(fā)光體1此外包括查找表16，數(shù)據(jù)可以被預(yù)先存儲(chǔ)在該查找表16之中。查找表16的優(yōu)點(diǎn)與發(fā)光體1的功能將一同在下文結(jié)合圖2和圖3而得到更為詳細(xì)的描述。圖2圖示了在二維空間中表示的顏色空間色度圖20，其以示例性方式描繪了實(shí)施方式的由W、T、RGB代表的色點(diǎn)。外部的馬蹄鐵形曲線21對(duì)應(yīng)于可見光譜的顏色(單色光的色點(diǎn))。對(duì)于顏色空間轉(zhuǎn)換，例如CIE到RGB顏色空間轉(zhuǎn)換，如圖3中所描述，可能需要矩陣計(jì)算和/或?qū)碜圆檎冶?6的預(yù)先計(jì)算的值的獲取。圖3呈現(xiàn)了用于最大化所示實(shí)施方式的發(fā)光體1的性能的示例性步驟。所述步驟例如可以由計(jì)算機(jī)程序在其被執(zhí)行于發(fā)光體的控制單元12中時(shí)執(zhí)行。應(yīng)當(dāng)注意的是，某些下述步驟可以按照與所建議的順序不同的另一順序執(zhí)行，或者甚至同時(shí)執(zhí)行。在使用中，需要確定發(fā)光體1應(yīng)當(dāng)提供光的顏色。因此，在第一步驟300中，可以識(shí)別表示所期望的設(shè)定點(diǎn)的目標(biāo)色點(diǎn)輸入值。在所描述的實(shí)施方式中，從用戶接口 11獲取這個(gè)值，然而，技術(shù)人員了解該值同樣可以例如根據(jù)另一電氣系統(tǒng)或根據(jù)預(yù)先確定的設(shè)置而推導(dǎo)出來。在步驟301中，可以基于所獲取的目標(biāo)顏色輸入值來選擇顏色。接著，在步驟302中，可以確定對(duì)應(yīng)于預(yù)先確定的顏色的目標(biāo)色點(diǎn)T。在步驟303 中，可以將目標(biāo)色點(diǎn)T映射至色度圖20。二維空間例如可以由公知的CIE(國際照明委員會(huì))顏色空間色度圖(優(yōu)選的是CIE1931(xyY))表示。如果最大化的性能包括CRI的最大化，則優(yōu)選地沿著黑體線23選擇目標(biāo)色點(diǎn)T。在步驟304中，優(yōu)選地提供第一光源2，該光源2可以適合于在固定參考色點(diǎn)W發(fā)光。在所圖示的實(shí)施方式中，第一光源2的LED 3是白色LED，并且因此適合于提供白色或基本上白色的光。應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是，參考色點(diǎn)W同樣地可以由兩個(gè)或更多原色(S卩，由兩個(gè)或更多不同顏色的LED)的實(shí)現(xiàn)方式提供。在步驟305中，優(yōu)選地提供第二光源4。如之前所指示，在所描繪的實(shí)施方式中，在可調(diào)節(jié)光源4內(nèi)包括相應(yīng)的可調(diào)諧紅色、綠色和藍(lán)色LED 5、6、7，它們適合于以相應(yīng)的不同原色提供光。原色由R、G、B表示，并且構(gòu)成優(yōu)選地圍繞目標(biāo)色點(diǎn)T的三角形22。如果在第二光源4中包括3個(gè)以上的LED，則對(duì)應(yīng)的原色點(diǎn)通過毗鄰的原色點(diǎn)的互連而形成多邊形。由于LED 3、5、6、7受到例如環(huán)境溫度和老化的影響，它們的相應(yīng)色點(diǎn)W、R、G、B趨向于在顏色空間20中漂移。因此，在步驟306中，為了識(shí)別參考色點(diǎn)W和原色點(diǎn)R、G、B的當(dāng)前位置，優(yōu)選地從至少一個(gè)溫度傳感器8、顏色傳感器9和通量傳感器10中的一個(gè)或者這些傳感器的組合獲得測(cè)量值。隨后，相應(yīng)地在步驟307和步驟308中，可以確定反映當(dāng)前狀況的參考色點(diǎn)W和原色點(diǎn)R、G、B,并且在步驟309中，可以將參考色點(diǎn)W映射至色度圖20。 注意，作為對(duì)獲取測(cè)量值(步驟306)以更新色點(diǎn)W、R、G、B的值的替代或附加，可以利用從標(biāo)稱值或從發(fā)光體1的校準(zhǔn)獲知的初始預(yù)先確定值。在步驟310中，可以執(zhí)行可調(diào)節(jié)色點(diǎn)RGB向色度圖20的映射?？烧{(diào)節(jié)色點(diǎn)RGB優(yōu)選地位于沿在參考色點(diǎn)W和目標(biāo)色點(diǎn)T之間的想象的直線M的延伸之處。這種映射可以通過在步驟312中確定針對(duì)共同在目標(biāo)色點(diǎn)T產(chǎn)生光的至少一個(gè)由第一光源2和第二光源 4發(fā)出的光組合的耦合系數(shù)P來執(zhí)行。耦合系數(shù)P可以從對(duì)目標(biāo)色點(diǎn)T、參考色點(diǎn)W和可調(diào)節(jié)色點(diǎn)RGB的比較中獲取。在所示實(shí)施方式中，通過向色度圖20映射原色點(diǎn)R、G、B，在色度圖20中限定三角形22，以及限定表示為^；、SGB, Sbe的邊界交叉點(diǎn)獲取P，其中在參考色點(diǎn)W和目標(biāo)色點(diǎn)T之間的想象的直線M在它的延伸中穿過三角形22的邊界。在步驟314中，可以連同針對(duì)由第一光源2和第二光源4發(fā)出的不同光組合的耦合系數(shù)P，確定針對(duì)邊界交叉點(diǎn)^；工⑶工皿的相應(yīng)的邊界耦合系數(shù)PpP.Pm例如通過對(duì)照查找表16。在步驟316中，從嘗試的組合中識(shí)別出優(yōu)秀的耦合系數(shù)P，在所示實(shí)施方式中，為檢測(cè)到的位于三角形22內(nèi)的最高耦合系數(shù)P·。在步驟318中，可以將對(duì)應(yīng)的色點(diǎn)選擇為可調(diào)節(jié)色點(diǎn)RGB，借此由第一光源2和第二光源4發(fā)出的光的組合共同在目標(biāo)色點(diǎn)T以發(fā)光體1的可行的最大化的性能發(fā)光。如果理論上理想的可調(diào)節(jié)色點(diǎn)RGB位于表示物理界限的三角形22之外，則發(fā)光體 1可能無法達(dá)到這個(gè)值并且理想的色點(diǎn)RGB可能因此不可行。在這種情況下，具有最高耦合系數(shù)PpPffl或Pbk的邊界交叉點(diǎn)SpSra或可以表示所遇到的第一物理約束，并且可將對(duì)應(yīng)的色點(diǎn)SKe、Sgb或選擇為可調(diào)節(jié)色點(diǎn)RGB。最高耦合系數(shù)Pra因此表示關(guān)于發(fā)光體 1可以提供的諸如CRI、通量和/或功效之類的優(yōu)選特性的最大化的性能。耦合系數(shù)P可以例如從以下算法獲取 P = (2XT- (Xff+XEGB)) / (Xegb-Xw)，
(方程式1)其中，)(τ被定義為目標(biāo)點(diǎn)T的χ-坐標(biāo)，Xmb是第二光源4的全部光輸出的χ-坐標(biāo)， 而\是第一光源2的全部光輸出的χ-坐標(biāo).以相同方式，邊界交叉點(diǎn)SKe、SGB, 可以如下確定ax+by+c = 0,其中a = yF-yQ,b = Xq-Xp,c = -aXp-bypo
(方程式2)
(方程式3) (方程式4) (方程式5) 通過使用這些方程式和作為穿過參考色點(diǎn)W和目標(biāo)色點(diǎn)T的線22的apbpc”以及作為分別穿過RG、GB和BR的線的系數(shù)的a2, · a4,b2. · · b4和c2. · · C4，三個(gè)交叉點(diǎn)SEG,SGB, Sbk可以根據(jù)對(duì)如下行列式的計(jì)算來獲取
bi
Cl XSl
ysi
ajbj
aJ均
ciai
CjBj
atbi
Sjbj
(方程式6)
(方程式7)
其中 j = 2. . . 4。
對(duì)應(yīng)的耦合系數(shù)PpPffl或Pbk可以從以下獲取
Psi = (2XT- (Xff+XSi)) / (Xsi-Xw)。(方程式 8)
利用以上方程式；如果目標(biāo)色點(diǎn)與參考色一致，Ps = -1。如果目標(biāo)色點(diǎn)與可調(diào)節(jié)色點(diǎn)RGB—致，Ps = 1。通過根據(jù)以上的計(jì)算和/或仿真，參考色點(diǎn)W、目標(biāo)色點(diǎn)T和可調(diào)節(jié)色點(diǎn)RGB之間的關(guān)系可以因此按照有效的方式被推導(dǎo)出；f ( ，XG, Xb, Xff, T)。如之前陳述的，脫機(jī)執(zhí)行某些計(jì)算并將相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在查找表16中可能是優(yōu)選的。由此，可以預(yù)先計(jì)算函數(shù)f ( ，XG, Xb，Xw，Τ)的大量不同組合，并且可以監(jiān)測(cè)對(duì)應(yīng)的耦合系數(shù)P并且將其與相應(yīng)的組合一起存儲(chǔ)。對(duì)具有大光效能、光通量和/或大CRI的不同顏色的LED 3、5、6、 7的混合可以因此與對(duì)應(yīng)的耦合系數(shù)P—起計(jì)算。這可以按照能夠針對(duì)任何選擇的顏色獲取混合比(例如，通過內(nèi)插)的方式完成。如果這些計(jì)算被脫機(jī)執(zhí)行并且存儲(chǔ)在查找表16 中，則幾乎不存在對(duì)可以用這種方式混合的顏色的數(shù)目的限制。在識(shí)別了 LED 3、5、6、7的優(yōu)選混合的情況下，發(fā)光體1可以為發(fā)出相應(yīng)的光做好準(zhǔn)備。因此，為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)可調(diào)節(jié)色點(diǎn)RGB驅(qū)動(dòng)第二光源4，可以在步驟320中優(yōu)選地通過調(diào)節(jié)器15使針對(duì)可調(diào)諧光源5、6、7的可調(diào)諧驅(qū)動(dòng)信號(hào)適合于提供可調(diào)節(jié)色點(diǎn)RGB。在步驟322中，可以采用類似方式使針對(duì)第一光源2的第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)適合于提供參考色點(diǎn)W。隨后，在步驟324中，可以以相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)光源2、4。對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行適配例如可以包括調(diào)節(jié)占空比和/或電流水平，這是由于已知人眼對(duì)其在一段時(shí)間上接收的光進(jìn)行積分， 因此即使通過LED 3、5、6、7的電流無論脈沖持續(xù)時(shí)間如何均可以生成相同的光水平，但眼睛將會(huì)把短脈沖感知為比較長的脈沖“更暗淡”。由于人類的眼睛的視覺感知，LED 3、5、6、 7因此可以是脈沖寬度調(diào)制的或者占空比調(diào)制的，以節(jié)省功率或針對(duì)給定的功率輸入實(shí)現(xiàn)明顯更好的亮度。此外可能必須調(diào)整例如LED 3、5、6、7的占空比和/或電流水平，以適應(yīng)諸如由于環(huán)境溫度和老化而產(chǎn)生的漂移之類的改變的狀況?？梢詰{借傳感器8、9、10的一個(gè)或多個(gè)來提供針對(duì)這樣的控制系統(tǒng)的反饋信號(hào)。在所圖示的實(shí)施方式中，如圖1中所示針對(duì)每個(gè)LED 3、5、6、7描繪了單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。然而，單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)并不是強(qiáng)制性的，并且在可行的情況下可以通過由相同的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來驅(qū)動(dòng)一個(gè)以上的LED。如在前文中所描述的，通過利用在目標(biāo)色點(diǎn)T、參考色點(diǎn)W和可調(diào)節(jié)色點(diǎn)RGB之間所引入的顯式關(guān)系，例如由根據(jù)方程式1的算法所定義的關(guān)系，只需要執(zhí)行更少的計(jì)算來最大化發(fā)光體1的照明性能。通過耦合自由度從而使得LED 3、5、6、7被分為兩組，S卩，一組代表第一光源2而另一組代表第二光源4(這兩個(gè)組通過例如根據(jù)方程式1的算法耦合起來)，自由度的數(shù)目由此減少。對(duì)于所圖示的4個(gè)LED 3、5、6、7的實(shí)施方式，自由度的數(shù)目從4減少到3，亦即，減少到期望的色點(diǎn)T、參考色點(diǎn)W和可調(diào)節(jié)色點(diǎn)RGB。在以上描述的本發(fā)明的示例性實(shí)施方式中，光源2、4包括LED。然而，有可能并且在本發(fā)明的范圍內(nèi)可使用不同類型的光源，諸如有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)、聚合物 LED(PLED)、無機(jī)LED、激光，或它們的組合，以及寬波段(直接熒光轉(zhuǎn)換型)LED和寬波段 (熒光轉(zhuǎn)換型)白色LED。此外，與其他光源，如TL、CFL的組合也是可能的。此外，應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是，LED顏色的任何組合可以產(chǎn)生全部范圍的顏色，無論LED是紅色、綠色、藍(lán)琥珀色、白色、橙色、UV或其他顏色。貫穿本說明書所描述的各種實(shí)施方式包括在發(fā)光體中包括的LED的全部可能的組合，從而使得可以產(chǎn)生變化的顏色、強(qiáng)度、飽和度以及色溫的光。應(yīng)當(dāng)注意的是，發(fā)光體此外可以包括任何數(shù)目的光學(xué)和/或非光學(xué)組件，以提供多種多樣的光學(xué)效果。這些組件可以包括但不限于一個(gè)或多個(gè)反射面、透鏡、擴(kuò)散器等等， 以不同組合使用從而提供期望的效果。
此外，技術(shù)人員了解本發(fā)明絕非被限制到以上描述的優(yōu)選實(shí)施方式。相反地，技術(shù)人員理解許多修改和變體都是可能的并且在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。從對(duì)繪圖、公開內(nèi)容和所附權(quán)利要求的研習(xí)中，技術(shù)人員在實(shí)踐所主張的發(fā)明的過程中可以理解和實(shí)現(xiàn)對(duì)所公開的實(shí)施方式的變體。在權(quán)利要求中，詞語“包括”并非排除其他元件或步驟，并且量詞“一個(gè)”、“一種”等并不排除復(fù)數(shù)。單個(gè)處理器或其他單元可以實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求中列舉的多個(gè)項(xiàng)目的功能。僅憑某些方法在相互不同的從屬權(quán)利要求中列舉的事實(shí)并不表示不能夠利用這些方法的組合。
權(quán)利要求
1.一種用于最大化以預(yù)先確定的顏色發(fā)光的發(fā)光體(1)的性能的方法，所述方法包括-確定(30 對(duì)應(yīng)于所述預(yù)先確定的顏色的目標(biāo)色點(diǎn)(T)； -提供(304)在固定參考色點(diǎn)(W)發(fā)光的第一光源(2)； -提供(30 能夠在可調(diào)節(jié)色點(diǎn)(RGB)發(fā)光的第二光源(4)；以及 -選擇(318)所述可調(diào)節(jié)色點(diǎn)(RGB)從而使得由所述第一光源( 和所述第二光源(4) 發(fā)出的光的組合在所述目標(biāo)色點(diǎn)(T)共同產(chǎn)生光，其中基于用于最大化所述發(fā)光體(1)的性能的所述目標(biāo)色點(diǎn)(T)和所述參考色點(diǎn)(W)的位置來選擇所述可調(diào)節(jié)色點(diǎn)(RGB)。
2.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法，其中最大化所述性能包括最大化所述發(fā)光體 (1)的顯色指數(shù)(CRI)、通量和功效中的至少一個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第二光源(4)包括不同原色的至少3個(gè)可調(diào)諧光源(5、6、7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，進(jìn)一步包括-使針對(duì)所述第二光源的可調(diào)諧驅(qū)動(dòng)信號(hào)適合(320)于提供所述可調(diào)節(jié)色點(diǎn) (RGB)；-使針對(duì)所述第一光源( 的第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)適合(32 于提供所述參考色點(diǎn)(W)；以及 -以所述相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來驅(qū)動(dòng)(324)所述光源0、4)。
5.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法，進(jìn)一步包括-向在二維空間中表示的色度圖00)映射(303)所述目標(biāo)色點(diǎn)⑴； -向所述色度圖00)映射(309)所述參考色點(diǎn)(W)；以及-向所述色度圖00)映射(310)所述可調(diào)節(jié)色點(diǎn)(RGB)，所述可調(diào)節(jié)色點(diǎn)(RGB)位于沿著在所述參考色點(diǎn)(W)和所述目標(biāo)色點(diǎn)⑴之間的想象的直線04)的延伸處。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述二維空間由CIE(國際照明委員會(huì))顏色空間色度圖(20)表示，優(yōu)選地由CIE 1931 (xyY)表示。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括-針對(duì)在所述目標(biāo)色點(diǎn)(T)共同產(chǎn)生光的由所述第一光源( 和所述第二光源(4)發(fā)出的至少一個(gè)光組合，確定(31 根據(jù)對(duì)所述目標(biāo)色點(diǎn)(T)、所述參考色點(diǎn)(W)以及所述可調(diào)節(jié)色點(diǎn)(RGB)的比較而推導(dǎo)出的耦合系數(shù)⑵；以及-從所述組合中選擇(318)出由優(yōu)秀的耦合系數(shù)Pmb表示的可調(diào)節(jié)色點(diǎn)(RGB)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3至7中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括從至少一個(gè)溫度傳感器(8)、至少一個(gè)顏色傳感器(9)和至少一個(gè)通量傳感器(10)中之一或其組合獲取(306)測(cè)量值；以及基于所述測(cè)量值，確定(307、308)所述參考色點(diǎn)(W) 和/或所述原色點(diǎn)(R、G、B)。
9.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法，進(jìn)一步包括基于通過預(yù)先確定的設(shè)置和/或用戶接口(11)獲取的目標(biāo)顏色輸入值來選擇(301)所述預(yù)先確定的顏色。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中從包括預(yù)先存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的查找表(16)中選擇 (314)所述可調(diào)節(jié)色點(diǎn)(RGB)。
11.一種用于最大化在預(yù)先確定的顏色處的性能的發(fā)光體(1)，所述發(fā)光體(1)包括 -用于確定(302)對(duì)應(yīng)于預(yù)先確定的顏色的目標(biāo)色點(diǎn)(T)的裝置；-第一光源O)，其在固定參考色點(diǎn)(W)發(fā)光；-第二光源G)，其能夠在可調(diào)節(jié)色點(diǎn)(RGB)發(fā)光；以及-用于選擇(318)所述可調(diào)節(jié)色點(diǎn)(RGB)從而使得由所述第一光源( 和所述第二光源(4)發(fā)出的光的組合在所述目標(biāo)色點(diǎn)(T)共同產(chǎn)生光的裝置，其中基于用于最大化所述發(fā)光體⑴的性能的所述目標(biāo)色點(diǎn)⑴和所述參考色點(diǎn)(W)的位置來選擇所述可調(diào)節(jié)色點(diǎn) (RGB)。
12.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的發(fā)光體(1)，其中所述第二光源(4)包括相應(yīng)的紅色 (5)、綠色(6)和藍(lán)色(7)窄波段調(diào)諧光源。
13.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的發(fā)光體(1)，其中所述第一光源( 適合于提供基本上白色的光。
14.一種計(jì)算機(jī)程序，用于當(dāng)所述程序在針對(duì)發(fā)光體(1)的控制單元(12)中執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行權(quán)利要求1的步驟。
15.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其包括計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)具有存儲(chǔ)在其上的用于使控制單元(1 最大化以預(yù)先確定的顏色發(fā)光的發(fā)光體(1)的性能的計(jì)算機(jī)程序裝置，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括-用于確定(302)對(duì)應(yīng)于預(yù)先確定的顏色的目標(biāo)色點(diǎn)(T)的代碼；-用于提供(304)在固定參考色點(diǎn)(W)發(fā)光的第一光源O)的代碼；-用于提供(305)能夠在可調(diào)節(jié)色點(diǎn)(RGB)發(fā)光的第二光源⑷的代碼；以及-用于選擇(318)所述可調(diào)節(jié)色點(diǎn)(RGB)從而使得由所述第一光源( 和所述第二光源(4)發(fā)出的光的組合在所述目標(biāo)色點(diǎn)(T)共同產(chǎn)生光的代碼，其中基于用于最大化所述發(fā)光體⑴的性能的所述目標(biāo)色點(diǎn)⑴和所述參考色點(diǎn)(W)的位置來選擇所述可調(diào)節(jié)色點(diǎn) (RGB)。
全文摘要
提供了一種用于最大化發(fā)光的發(fā)光體(1)的性能的方法，該方法包括確定對(duì)應(yīng)于預(yù)先確定的顏色的目標(biāo)色點(diǎn)(T)，提供在固定參考色點(diǎn)(W)處發(fā)光的第一光源(2)，以及提供能夠在可調(diào)節(jié)色點(diǎn)(RGB)處發(fā)光的第二光源(4)。選擇所述可調(diào)節(jié)色點(diǎn)(RGB)從而使得由第一光源(2)和第二光源(4)發(fā)出的光的組合共同在目標(biāo)色點(diǎn)(T)處產(chǎn)生光，其中基于用于最大化發(fā)光體(1)的性能的目標(biāo)色點(diǎn)(T)和參考色點(diǎn)(W)的位置來選擇可調(diào)節(jié)色點(diǎn)(RGB)。通過提供根據(jù)本發(fā)明的解決方案，只需要執(zhí)行較少的計(jì)算以便最大化發(fā)光體(1)的照明性能。
文檔編號(hào)H05B33/08GK102246595SQ200980149965
公開日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2009年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月12日
發(fā)明者B·J·W·特韋梅, E·D·斯蒂恩斯特拉, T·C·特雷宇爾涅特, W·范杜伊杰內(nèi)維爾特 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司