СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ ЗАВИСИМОГО УПРАВЛЕНИЯ ЦВЕТНЫМИ ИСТОЧНИКАМИ СВЕТА Российский патент 2012 года по МПК H05B37/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к управлению освещением, а более точно к управлению разноцветными источниками света.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Некоторое количество способов и устройств для управления цветностью смешанного света, испускаемого из разноцветных источников света, известно в данной области технике. Также известно, что набор одиночных длин волн или частот видимых или почти видимых участков электромагнитного спектра может быть выражен в качестве подмножества значений цветности, известного как линия спектральных цветностей. Источники света с относительно узкополосными спектрами излучения, такие как некоторые типы светоизлучающих диодов (СИД, LED), например, могут быть спроектированы для эффективной выработки света требуемой цветности. К тому же свет из разноцветных СИД может смешиваться для формирования света требуемой цветности при условии, что требуемая цветность находится в пределах достижимой цветовой палитры. Для этой цели разноцветные СИД типично объединяются с пригодной оптической системой в виде светильника или арматуры. Известно, что надлежаще сконструированный светильник, который основан на некотором количестве в достаточной мере управляемых СИД разного цвета, например красного, зеленого и синего (системы цветопередачи RGB) СИД, может вырабатывать свет многообразия цветностей в пределах палитры, определенной отдельными цветностями СИД. Также известно, что основанные на многоцветных СИД светильники также могут использоваться для формирования белого света переменной коррелированной цветовой температуры (CCT), так как белый свет является подмножеством цветностей, известным в качестве линии цветностей черного тела. Индекс цветовоспроизведения (CRI) смешанного света, вырабатываемого основанным на многоцветных источниках света светильником, может быть улучшен некоторым количеством разных способов посредством добавления новых источников света с разными цветами в светильник или, в определенных пределах, посредством расширения спектральной ширины полосы пропускания одного или более цветных источников света в светильнике, что, однако, может уменьшать общую цветовую палитру светильника. Это особенно значимо для белых источников света, для которых часто желательны высокие CRI.

Есть некоторое количество систем и способов для управления основанными на многоцветных источниках света светильниками, например основанными на многоцветных СИД светильниками, известными в данной области техники.

Например, публикация заявки на международный патент под № WO/2007/090283 описывает систему и способ регулирования интенсивности источника света. Источник света содержит один или более первых светоизлучающих элементов для выработки света, имеющего первый диапазон длин волн, и один или более вторых светоизлучающих элементов для выработки света, имеющего второй диапазон длин волн. Первые светоизлучающие элементы и вторые светоизлучающие элементы чувствительны к отдельным сигналам управления, выдаваемым на них. Система управления принимает сигнал, представляющий рабочую температуру, с одного или более чувствительных устройств и определяет первый и второй сигналы управления на основании требуемого цвета света и рабочей температуры. Свет, испускаемый первым и вторым светоизлучающими элементами в результате принятого первого и второго сигналов управления, может смешиваться, чтобы получать по существу требуемый цвет света. Требуемый цвет вырабатываемого света, таким образом, может быть по существу независимым от порожденных температурой перехода изменений рабочих характеристик светоизлучающих элементов.

Публикация заявки на международный патент под № WO/2006/105649 описывает светильник белого света с настраиваемой коррелированной цветовой температурой. Система светильника содержит один или более светоизлучающих элементов белого света для вырабатывания белого света, имеющего конкретную цветовую температуру. Система дополнительно содержит один или более первых цветных светоизлучающих элементов и один или более вторых цветных светоизлучающих элементов. Система светильника смешивает цветной свет, вырабатываемый первыми и вторыми цветными светоизлучающими элементами, с белым светом конкретной цветовой температуры для того, чтобы создавать белый свет, имеющий требуемую коррелированную цветовую температуру.

Патент США под № 7014336 описывает системы и способы для формирования и модуляции условий освещенности. Системы и способы для формирования и/или модуляции условий освещенности могут формировать высококачественный свет требуемого и регулируемого цвета для создания осветительной арматуры для выработки света в требуемых и воспроизводимых цветах и для модификации цветовой температуры или цветового оттенка света в пределах предварительно заданного диапазона после того, как создана осветительная арматура. В одном из вариантов осуществления осветительное устройство на СИД, способное к формированию света из диапазона цветов, используется для предоставления света или дополнения рассеянного света, чтобы давать условия освещения, пригодные для широкого диапазона применений.

Публикация заявки на выдачу патента США под № 2005/0237733 описывает способ и систему для регулирования освещения, чтобы сокращать потребление энергии источников света изменением по меньшей мере одного из индексов цветовоспроизведения (CRI) и коррелированной цветовой температуры (CCT) наряду с сохранением уровней освещенности. Способ и система воспринимают перемещение людей в пространстве относительно источников света, которые освещают пространство, и автоматически и по отдельности настраивают многочисленные твердотельные осветительные устройства, которые образуют каждый из соответственных источников света, на первый режим освещения, когда люди находятся в первом положении, при этом лампы соответственно испускают свет первого уровня освещенности и первого CRI на первом уровне электрической мощности, и на второй режим освещения, когда люди находятся во втором положении, при этом источники света соответственно испускают свет первого уровня освещенности и меньшего CRI, чем первый CRI, и на более низком уровне электрической мощности, чем первый уровень электрической мощности.

Однако известные способы и устройства сложны или требуют увеличения количества компонентов вместе с количеством цветов источников света, а потому могут быть неэкономичными. Поэтому есть необходимость в новых способе и системе для управления основанными на многоцветных источниках света светильниками.

Эта вводная информация предоставлена, чтобы показать информацию, предполагаемую заявителем имеющей возможную значимость для настоящего изобретения. Никакие допущения не являются обязательно предполагаемыми, и не должно быть истолковано, что какая бы то ни было из предыдущей информации составляет предшествующий уровень техники по отношению к настоящему изобретению.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить способ и систему для зависимого управления цветными источниками света. В соответствии с аспектом настоящего изобретения предложена система освещения для управления цветными источниками света, содержащая: регулятор тока возбуждения для обеспечения одного или более сигналов первичного тока возбуждения; одну или более первых групп светоизлучающих элементов, каждая первая группа оперативно присоединена к регулятору тока возбуждения и каждая первая группа чувствительна к первичному току возбуждения, указывающему один из одного или более сигналов первичного тока возбуждения; модуль вывода сигналов, оперативно присоединенный к регулятору тока возбуждения, для определения одного или более сигналов вторичного тока возбуждения; и одну или более вторых групп светоизлучающих элементов, каждая вторая группа оперативно присоединена к модулю вывода сигналов и каждая вторая группа чувствительна к вторичному току возбуждения, указывающему один из одного или более сигналов вторичного тока возбуждения; при этом каждый из одного или более сигналов вторичного тока возбуждения является предопределенным.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предложен способ управления системой освещения, содержащий этапы: определения одного или более первичных токов возбуждения для возбуждения одной или более первых групп светоизлучающих элементов и определения одного или более вторичных токов возбуждения для возбуждения одной или более вторых групп светоизлучающих элементов, при этом каждый из одного или более вторичных токов возбуждения предварительно определяется на основании по меньшей мере одного из одного или более первичных токов возбуждения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 иллюстрирует график цветности.

Фиг.2 иллюстрирует структурную схему системы для зависимого управления цветными источниками света согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

Фиг.3 иллюстрирует часть графика цветности.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Определения

Термин «светоизлучающий элемент» (LEE) используется для определения устройства, которое испускает излучение в области или в комбинации областей электромагнитного спектра, например видимой области, инфракрасной или ультрафиолетовой области, когда приводится в действие прикладыванием к нему разности потенциалов или пропусканием через него электрического тока, по меньшей мере частично, вследствие электролюминесценции. LEE могут иметь монохроматические, квазимонохроматические, полихроматические или широкополосные спектральные характеристики испускания. Примеры LEE включают в себя полупроводниковые, органические или полимер/полимерные светоизлучающие диоды (СИД), покрытые фосфором СИД с оптической накачкой, нанокристаллические СИД с оптической накачкой или другие подобные устройства, как было бы без труда понятно. Более того, термин LEE используется для определения отдельного устройства, которое испускает излучение, например кристалл СИД, и может равным образом использоваться для определения комбинации отдельного устройства, которое испускает излучение, вместе с корпусом или модулем, в пределах которого размещены отдельное устройство или устройства.

Термин «цвет» используется, в зависимости от обстоятельств, синонимично с «цветностью» или в соответствии с традиционными определениями, которые выражаются наименованиями, такими как синий, красный, зеленый и т.д.

Термин «параметр модуляции» указывает ссылкой на отношение текущей интенсивности LEE к максимальной проектной интенсивности LEE.

В качестве используемого в материалах настоящей заявки термин «около» указывает ссылкой на разброс +/-10% от номинального значения. Должно быть понятно, что такой разброс всегда включает в себя любое заданное значение, предусмотренное в нем, указывается оно или нет конкретно ссылкой.

Пока не оговорено иное, все технические и научные термины, используемые в материалах настоящей заявки, имеют такое же значение, как обычно понимается специалистом в данной области техники, к которой принадлежит это изобретение.

Настоящее изобретение предлагает способ и систему для зависимого управления разными цветными источниками света. Согласно настоящему изобретению основанная на N-цветном источнике света система освещения с модулированной интенсивностью может быть расширена M цветными источниками света, каждый из которых имеет номинальный цвет, отличный от номинальных цветов N источников света. Понятно, что M может быть любым положительным целым числом, то есть M может быть 1, 2, 3 и т.д. M цветных источников света могут управляться с использованием сигналов модулирования, которые могут выводиться из сигналов модулирования одного, двух или более из N источников света. Например, в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения параметр модуляции для N+1 источников света может определяться на основании предопределенной функции параметров модуляции двух или более из N цветных источников света.

Согласно настоящему изобретению система освещения для управления цветными источниками света содержит регулятор тока возбуждения для выдачи одного или более первичных токов возбуждения на одну или более первых групп светоизлучающих элементов, к которым он оперативно присоединен. Система дополнительно содержит модуль вывода сигналов, оперативно присоединенный к регулятору тока возбуждения, при этом система вывода сигналов сконфигурирована для определения одного или более вторичных токов возбуждения, которые определяются зависимым образом на основании одного или более из первичных токов возбуждения. Один или более вторичных токов возбуждения выдаются на одну или более вторых групп светоизлучающих элементов для управления ими.

Вообще, добавление дополнительного регулируемого цветного источника света в систему освещения может увеличивать палитру системы освещения. Однако отмечено, что выбор функции или конфигурации модуля вывода сигналов, которые конфигурируют вторичный ток возбуждения, из условия, чтобы он слишком тесно зависел от одного из первичных токов возбуждения, может ограничивать потенциально возможную цветовую палитру, достижимую полной системой освещения. Например, это может быть важным соображением для системы освещения, сконструированной, чтобы использоваться для преимущественного формирования не совсем белого цвета. Пример такого варианта осуществления включает в себя систему освещения красного, зеленого, синего и янтарного цвета (RGBA), в которой источник(и) света янтарного цвета управляется зависимо, например, в качестве функции источников света красного и зеленого цвета.

В дополнение, пятый, шестой или дополнительный цвет источника света может добавляться в систему освещения, при этом управление этими дополнительными цветами источника света может быть независимым или зависимым от одного или более сигналов первичного тока возбуждения. Например, пятый источник света может быть голубым LEE.

Фиг.1 иллюстрирует график цветности (с использованием пространства координат x, y 1931 CIE (МКО, международной комиссии по освещенности)). Примерная система освещения согласно варианту осуществления настоящего изобретения может включать в себя источники света красного, янтарного, зеленого и синего цвета (RGBA) с соответственными координатами 1, 2, 3 и 4 цветности. Источник света желтого 7 цвета, например, может использоваться вместо или в дополнение к источнику света янтарного 2 цвета. Эти источники света RGBA в системе освещения, сконфигурированной для формирования белого света, могут управляться, чтобы испускать соответствующие количества света, который, когда смешивается, демонстрирует цветности на или поблизости от линии 6 цветностей черного тела. Светильник со светом полностью переменного цвета может управляться, чтобы испускать свет в пределах по существу любой требуемой части цветовой палитры, определенной отдельными цветами источников света системы освещения. Отмечено, что, как проиллюстрировано на фиг.1, если бы четыре источника света управлялись независимым образом, цветовая палитра системы освещения по существу была бы определена многоугольником 5. При этой конфигурации согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения для того, чтобы по существу сохранять цветовую палитру цветной системы освещения RGB с по существу треугольной формой наряду с использованием источника 2 света янтарного цвета, который управляется зависимым образом, может быть желательным, чтобы зависимо управляемый янтарный светоизлучающий элемент испускал по существу нулевой свет, если любое из количества красного или количества зеленого света приближается к нулю.

В одном из вариантов осуществления, если общая интенсивность света из светильника уменьшается, интенсивность зависимо управляемых источников света уменьшается некоторым образом, который сохраняет требуемую цветность света при требуемой интенсивности. Например, со ссылкой на фиг.1, если количества красного, зеленого и синего света уменьшаются, может быть желательным, чтобы количества света, испускаемого зависимо управляемым янтарным светоизлучающим элементом, также уменьшались с тем, чтобы предохранять цветность объединенного света от сдвига нежелательно близко к янтарной области.

Система освещения

Фиг.2 иллюстрирует систему для зависимого управления цветными источниками света согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. Как проиллюстрировано, контроллер 11 устанавливает требуемые координаты цветности и/или интенсивность света, который должен вырабатываться системой освещения. Требуемые координаты цветности могут выдаваться в контроллер 11 пользователем через интерфейс 12 пользователя. Контроллер может содержать аппаратные средства и аппаратно реализованное программное обеспечение для управления тремя выходными каналами 13, 14 и 15, каждый канал соответственно соответствует номинальным источникам света красного, зеленого и синего цвета. Каждый из сигналов 13 и 14 управления красным цветом и зеленым цветом может подаваться в модуль 16 вывода сигналов, в котором сигнал 17 управления янтарным цветом определяется согласно предопределенному функциональному соотношению. Каждый из сигналов управления для красного 13, зеленого 14, синего 15 и янтарного 17 источников света затем выдается в соответственные возбудители 18. Каждый возбудитель подает электрический ток в красный 19, янтарный 20, зеленый 21 и синий 22 источники света. Возбудители могут снабжать источники света аналоговыми модулированными, модулированными широтно-импульсной модуляцией (ШИМ, PWM), модулированными импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ, PCM), случайными цифровыми сигналами или другими разновидностями токов возбуждения.

В одном из вариантов осуществления необязательный датчик 23 может использоваться для измерения соответствующей части света, вырабатываемого системой освещения, и выдачи сигнала 24 обратной связи в контроллер 11. Контроллер 11 может использовать сигнал 24 обратной связи для дальнейшей настройки цветности и интенсивности света, вырабатываемого системой освещения.

В одном из вариантов осуществления источники света, например красный 19, янтарный 20, зеленый 21 и синий 22 источники света, могут выбираться из многообразия конфигураций источников света, которые могут включать в себя светоизлучающие элементы, такие как один или более полупроводниковых, органических или полимер/полимерных СИД, покрытых фосфором СИД с оптической накачкой, нанокристаллических СИД с оптической накачкой или других подобных устройств, как было бы без труда понятно. Источники света могут быть предусмотрены в одной или более из многообразия конфигураций, как понималось бы специалистом в данной области техники. Например, LEE одного и того же цвета или сочетания разных цветов могут быть интегрированы в единый модуль, или одиночный LEE может быть предусмотрен в пределах модуля. В одном из вариантов осуществления каждый источник света содержит первичную выходную оптику, такую как отражатель, линза или тому подобное. В еще одном варианте осуществления каждый источник света дополнительно содержит вторичную оптику для дополнительного комбинирования и смешивания выходного сигнала источника света.

В одном из вариантов осуществления один или более датчиков обратной связи, например необязательный датчик 23, оперативно присоединены к системе освещения для того, чтобы выдавать один или более сигналов, указывающих на рабочие характеристики источников света. Датчик обратной связи может включать в себя элементы, такие как один или более кремниевых фотодиодов, оптические или электронные фильтры, датчики температуры, датчики тока или другие устройства, как подразумевалось бы специалистом в данной области техники, для измерения характеристик, имеющих отношение к выработке света системой освещения. Например, измеренные температура или ток могут соотноситься с аспектами испускаемого света для предопределенного источника света. Электроника, такая как усилители, кодировщики или тому подобное, также может быть включена в состав с датчиком обратной связи, чтобы содействовать передаче сигнала обратной связи в регулятор тока возбуждения, например контроллер 11.

В одном из вариантов осуществления регулятор тока возбуждения, например контроллер 11, может быть микропроцессором, микроконтроллером, специализированной интегральной схемой или другим электронным устройством, содействующим управлению или управлению с обратной связью системой освещения, как подразумевалось бы специалистом в данной области техники. Например, электронное устройство может обеспечивать регулирование токов, подаваемых в систему освещения и/или модуль вывода сигналов, согласно предопределенному пользовательскому вводу, командам программного обеспечения или аппаратно реализованного программного обеспечения, энергозависимой или энергонезависимой памяти, либо другому средству конфигурирования или входным данным.

В одном из вариантов осуществления регулятор тока возбуждения, например контроллер 11, включает в себя электронную схему возбуждения, содействующую управлению или управлению с обратной связью системой освещения, как подразумевалось бы специалистом в данной области техники. Например, регулятор тока возбуждения может включать в себя регулируемые источники тока, такие как аналоговые источники тока, источники тока ШИМ, источники тока ИКМ, источники тока случайного цифрового сигнала или другие источники тока, как было бы известно в данной области техники. Транзисторы, диоды, катушки индуктивности, резисторы, конденсаторы, операционные усилители и другие компоненты могут использоваться для построения источника тока в различных вариантах осуществления настоящего изобретения.

В одном из вариантов осуществления модуль вывода сигналов является по существу автономным модулем, который является конфигурируемым для формирования одного или более сигналов вторичного тока возбуждения на основании одного или более сигналов первичного тока возбуждения. Например, модуль вывода сигналов может контролировать выходные сигналы контроллера и обрабатывать эту информацию, чтобы выводить один или более сигналов вторичного тока возбуждения. Модуль вывода сигналов может содержать компоненты для этой цели, такие как источник питания, микропроцессор или другие элементы, как подразумевалось бы специалистом в данной области техники.

В одном из вариантов осуществления модуль вывода сигнала может быть сконфигурирован для работы с использованием мощности искусственной линии связи, например, подаваемой контроллером через линии сигналов управления, оперативно присоединенные к модулю вывода сигналов. Например, модуль вывода сигналов может быть сконфигурирован, чтобы отбирать по существу постоянный ток для его работы, а контроллер может увеличивать ток, подаваемый на одну или более линий сигналов управления с компенсацией тока, отбираемого модулем вывода сигналов, по существу без влияния на сигналы управления, принимаемые модулем вывода сигналов и возбудителями тока.

В одном из вариантов осуществления модуль вывода сигналов является по существу интегрированным с регулятором тока возбуждения. Например, со ссылкой на фиг.2, модуль 16 вывода сигналов и контроллер 11 могут совместно использовать компоненты, такие как микропроцессор, источник питания, корпус, система охлаждения, интерфейс пользователя или другие элементы, как подразумевалось бы специалистом в данной области техники.

В одном из вариантов осуществления контроллер принимает один или более сигналов, представляющих рабочую температуру, из одного или более чувствительных устройств и может быть сконфигурирован для определения сигналов управления на основании требуемого цвета у света и рабочей температуры. Рабочая температура может соотноситься с цветом у света для управления с обратной связью, использующего предопределенную корреляцию между температурой и цветом у света, испускаемого светоизлучающими элементами. Рабочая температура LEE, например, может измеряться датчиком температуры, таким как термобатарея, термистор, термопара или тому подобное, или посредством соотнесения температуры с падением напряжения на LEE. Свет, испускаемый светоизлучающими элементами, может смешиваться, чтобы получать по существу требуемый цвет у света. Требуемый цвет вырабатываемого света, таким образом, может быть по существу независимым от порожденных температурой перехода изменений рабочих характеристик светоизлучающих элементов.

Одна или более оптических систем могут быть предусмотрены для того, чтобы смешивать, перенаправлять, профилировать или иным образом манипулировать светом, вырабатываемым системой освещения. Оптическая система может включать в себя один или более оптических элементов, которые могут включать в себя фильтры, линзы, отражатели, рассеиватели или другую форму оптических элементов, как без труда подразумевалось бы специалистом в данной области техники.

Системы теплового управления, известные в данной области техники, могут быть термически присоединены к источникам света для того, чтобы обеспечивать их тепловое управление. Система теплового управления может быть одной или комбинацией из радиатора, конфигурации тепловых ребер, систем активного или пассивного охлаждения, например тепловых труб, термосифонов, термоэлектрических охладителей, вентиляторов, электроаэродинамического насоса, или ионного насоса, или другой системы теплового управления, как без труда подразумевалось бы специалистом в данной области техники.

Система освещения белого света

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения система освещения используется в качестве системы освещения белого света. Модуль вывода сигналов сконфигурирован для реализации определения параметров модуляции, которое может давать один или более сигналов вторичного тока возбуждения. Например, системы освещения белого света, применяющие зависимое управление, могут быть реализованы с использованием основанной на LEE RGBA системы освещения, в которой модуль вывода сигналов может быть сконфигурирован для реализации параметра модуляции интенсивности, f _A, для янтарных LEE, который определяется на основании параметров f _R модуляции красного(ых) LEE и f _G, у зеленого(ых) LEE согласно:

(1),

при этом параметр c - требуемая постоянная масштабирования, а параметры r _R и r _G показателей степени - надлежащим образом выбранные положительные вещественные числа, такие, что все возможные значения для f _A находятся в диапазоне [0, c]. Каждая f _R, f _G находится в пределах диапазона [0, 1]. Постоянная c может использоваться для подбора, увеличения масштаба или уменьшения масштаба, в определенных пределах, интенсивности источника света янтарного цвета относительно интенсивностей источников света красного и зеленого цвета.

Подобным образом, другие варианты осуществления настоящего изобретения могут использовать четвертый или дополнительные другие цветные источники света с любой комбинацией любого количества из цветов источников света, таких как янтарный, желтый или голубой. Параметры модуляции источника(ов) света других цветов могут зависимо управляться подобным образом, например как янтарный источник света или в качестве функции параметров модуляции источников света синего и зеленого или даже синего и красного цвета. Отмечено, что схема управления согласно уравнению (1) также может использоваться для формирования оттенка не совсем белого света.

В примерном варианте осуществления r _R и r _G, оба, могут быть 0,5 из условия, чтобы f _A удовлетворял зависимости квадратного корня от f _R или f _G, наряду с тем, что другой постоянен. Система освещения, которая сконфигурирована или управляется согласно этому способу, может вырабатывать свет желательно более высокого CRI. Отмечено, что другие варианты осуществления могут использовать другие значения для r _R или r _G для определения параметра модуляции источников света янтарного или сине-зеленого либо обоих цветов.

В других вариантах осуществления настоящего изобретения параметры модуляции для зависимо управляемых источников света также могут определяться согласно функциям, иным, чем зависимость степенного закона, описанная в уравнении (1). Альтернативные функции для определения параметров модуляции могут включать в себя обобщенные функции, аналитические функции (полиномиальные, логарифмические) или справочные отношения, при этом каждая альтернативная функция может давать подходящее количество и комбинацию параметров и диапазонов параметров. Например, параметры модуляции для зависимо управляемых источников света могут определяться согласно функциям, которые могут быть описаны зависимостью, такой как описанная посредством:

(2),

где f _Dep - параметр модуляции согласно выходному сигналу системы вывода тока возбуждения, g(∙) - функция одной или более переменных, такая как комбинация степенной зависимости, квадратного корня или альтернативных функций, как описанные выше, а f _l, f ₂ - параметры модуляции согласно одному или более выходным сигналам регулятора тока возбуждения.

При представлении g(∙) в качестве комбинации функций одной переменной g(∙) может быть представлена в одном из вариантов осуществления в качестве:

(3),

где N _i и N _j - надлежаще выбранные параметры, а g _ij(∙) - функция одной переменной для каждой i и j. Для выбранных i и j g _ij(∙) может быть по существу нулем или единицей, например, как могло бы требоваться для определения зависимостей g(∙) от некоторых параметров модуляции регулятора тока возбуждения. Например, для получения уравнения (1) могут быть выбраны N _i=1 и N _j =1, g ₁₀(f)= и g₁₁(f)=, где f ₁=f _R и f ₂ =f _G. Для добавления зависимости произведения закона третьей степени в уравнение (1) может быть выбрано N _j=2, и может быть определена g ₁₂(f)= , с f ₃, определенным в качестве параметра модуляции третьего выходного сигнала регулятора тока возбуждения.

Системы освещения белого света также могут быть реализованы с использованием систем, иных, чем основанная на RGB или RGBA система. Например, свет LEE с другими цветами может смешиваться согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, чтобы давать требуемый белый свет при условии, что требуемый белый свет находится в пределах палитры, определенной LEE с другими цветами.

Система освещения небелого света

Возможность воспроизводить цвета света с определенной глубиной насыщенности с помощью систем освещения может извлекать пользу из в достаточной мере зависимого управления источниками света некоторых цветов в пределах многоцветного источника света подобным образом, как описано выше для конфигурации системы освещения RGBA.

Фиг.3 показывает элемент графика цветности по фиг.1. Как проиллюстрировано, вследствие близости янтарного цвета и красного цвета в пространстве цветности, янтарный и красный источники света желательно могут быть функционально близко связанными для цветностей смешанного света над линией 8, которая соединяет координаты цветности синего 4 источника света, то есть третьего независимого цветного источника света, и янтарного 2 источника света. Например, янтарный и красный источники света могут быть функционально близко связанными по той причине, что их интенсивности увеличиваются и уменьшаются вместе, а кроме того, по той причине, что интенсивности янтарного и красного источников света могут становиться подобными по мере того, как цветность перемещается дальше над линией 8. Если смешанному свету требуется иметь цветность ниже линии 8, может потребоваться отвязать янтарный 2 источник света от красного 1 источника света. Например, интенсивности янтарного и красного источников света могут больше не меняться подобным друг другу образом, когда требуемая цветность ниже линии 8, а могут меняться по существу независимо. При определении интенсивности янтарного источника света в качестве функции красного источника света ниже линии 8 связь предпочтительно может постепенно становиться меньшей по мере того, как координата требуемой цветности смешанного света обретает расстояние от линии 8, так что по существу никакое нежелательное отсутствие непрерывности цвета не становится наблюдаемым. Кроме взаимного перемешивания достаточных количеств синего цвета из синего 4 источника света, требуемая цветность смешанного света определяется смешиванием достаточных независимых количеств красного света и зеленого света, наряду с тем, что количество четвертого цвета, янтарного, зависит от количеств красного и зеленого. В зависимости от требований применения и ширины полосы пропускания янтарного и красного источников света, например, если системе освещения может требоваться формировать глубоко насыщенные цвета источников света, количество янтарного света может быть нулевым, ниже линии 9. Иначе, количество янтарного света может постепенно падать в качестве функции расстояния от линии 10. Отмечено, что такие же типы соображений могут применяться к другим парам источников света с близкой цветностью, таким как, например, желтый и зеленый или синий и голубой.

Например, фиг.3 иллюстрирует точку R' 30, которая имеет координаты цветности, заданные взвешенной комбинацией цветностей красного 1 и янтарного 2 источников света, по существу согласно:

(4),

при этом (x _A, y _A) и (x _R , y _R) - цветности в координатах x-y или соответственные янтарный и красный источники света. Отмечено, что возможны веса, иные, чем 9:1, взвешивающие уравнение (4), такие как 1:1. В более общем смысле, умножение на весовой коэффициент a:b красного света к янтарному свету, где a и b - положительные числа, дало бы в результате точку R', имеющую координаты цветности по существу согласно:

(5).

Если требуемая цветность смешанного света находится над линией 8, например является такой, как для точки 101 по фиг.3, параметр модуляции для янтарного источника света в таком случае может быть, исключая необязательное линейное масштабирование для подбора интенсивностей, как описано выше, девятой частью такового у красного источника света. Если требуемая цветность смешанного света ниже линии 9, например является такой, как для точки 103 по фиг.3, интенсивность янтарного источника света может быть просто установлена в ноль. Если требуемая цветность смешанного света находится между линией 8 и линией 9, например является такой, как для точки 102 по фиг.3, интенсивность янтарного источника света может линейно уменьшаться от значения, определенного для области над линией 8, до нуля на линии 9, пропорционально расстоянию от линии 8. Как результат, коэффициент связи янтарного источника света постепенно меняется от нуля на линии 9, например, до одной девятой на линии 8. Отмечено, что другие варианты осуществления настоящего изобретения, использующие цветные источники света RGB с зависимо управляемыми янтарными источниками света, могут менять интенсивность янтарного света разными способами.

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, как описано, интенсивность янтарного света относительно интенсивности смешанного света зависит от заданного функционального соотношения в каждой из трех областей, указанных линией 8 и линией 9 на фиг.3.

Очевидно, что вышеизложенные варианты осуществления изобретения являются примерными и могут быть изменены многими способами. Такие настоящие или будущие варианты не должны рассматриваться в качестве выходящих из сущности и объема изобретения, и все такие модификации, которые были бы очевидны специалисту в данной области техники, подразумеваются включенными в пределы объема последующей формулы изобретения.

Способ и система для зависимого управления цветными источниками света относятся к осветительной технике. Технический результат заключается в упрощении и повышении экономичности. Система освещения содержит регулятор тока возбуждения, выдающий сигналы тока для одной или более первых групп светоизлучающих элементов, и модуль вывода сигналов, оперативно присоединенный к регулятору тока возбуждения. Модуль вывода сигналов сконфигурирован для определения сигналов тока возбуждения для одной или более вторых групп светоизлучающих элементов, сигналы тока являются основанными на сигналах тока, выдаваемых в первую группу светоизлучающих элементов. Способ содержит этапы определения одного или более первых токов возбуждения для возбуждения одной или более первых групп светоизлучающих элементов и определения одного или более вторых токов возбуждения для возбуждения одной или более вторых групп светоизлучающих элементов, при этом каждый из одного или более вторых токов возбуждения предварительно определяется на основании по меньшей мере одного из одного или более первых токов возбуждения. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Система освещения для управления цветными источниками света, содержащая:
(a) регулятор тока возбуждения для обеспечения одного или более сигналов первичного тока возбуждения;
(b) одну или более первых групп светоизлучающих элементов, причем каждая первая группа оперативно присоединена к регулятору тока возбуждения, и каждая первая группа чувствительна к первичному току возбуждения, указывающему один из одного или более сигналов первичного тока возбуждения;
(c) модуль вывода сигналов, оперативно присоединенный к регулятору тока возбуждения, для определения одного или более сигналов вторичного тока возбуждения; и
(d) одну или более вторых групп светоизлучающих элементов, причем каждая вторая группа оперативно присоединена к модулю вывода сигналов, и каждая вторая группа чувствительна к вторичному току возбуждения, указывающему один из одного или более сигналов вторичного тока возбуждения;
при этом каждый из одного или более сигналов вторичного тока возбуждения предопределен на основании по меньшей мере одного из одного или более сигналов первичного тока возбуждения.

2. Система освещения по п.1, в которой одна или более первых групп светоизлучающих элементов включает в себя красные светоизлучающие элементы, зеленые светоизлучающие элементы и синие светоизлучающие элементы.

3. Система освещения по п.2, в которой одна или более вторых групп светоизлучающих элементов включает в себя янтарные светоизлучающие элементы, голубые светоизлучающие элементы и желтые светоизлучающие элементы или их комбинацию.

4. Система освещения по п.1, в которой одна из одной или более вторых групп светоизлучающих элементов включает в себя янтарные светоизлучающие элементы, при этом сигналы вторичного тока возбуждения, указывающие ток возбуждения для янтарных светоизлучающих элементов, выводятся на основании предопределенного соотношения сигналов первичного тока возбуждения, ассоциативно связанных с красными светоизлучающими элементами и зелеными светоизлучающими элементами.

5. Система освещения по п.4, в которой свет, испускаемый янтарными светоизлучающими элементами, уменьшается приблизительно до нуля, когда свет, излучаемый красными светоизлучающими элементами или зелеными светоизлучающими элементами, приближается к нулю.

6. Система освещения по п.1, в которой по меньшей мере один из одного или более сигналов вторичного тока возбуждения предопределен на основании соотношения справочной таблицы с по меньшей мере одним из одного или более сигналов первичного тока возбуждения.

7. Система освещения по п.1, в которой по меньшей мере один из одного или более вторичных токов возбуждения предопределен на основании кусочно-линейной комбинации соотношений с по меньшей мере одним из одного или более сигналов первичного тока возбуждения, причем кусочно-линейная комбинация соотношений включает в себя соотношения, выбранные из группы, содержащей линейное соотношение, соотношение степенной зависимости, соотношение квадратного корня, полиномиальное соотношение, логарифмическое соотношение и соотношение справочной таблицы.

8. Система освещения по п.1, в которой по меньшей мере один из одного или более сигналов вторичного тока возбуждения предопределен на основании комбинации соотношений с по меньшей мере двумя из одного или более сигналов первичного тока возбуждения, при этом соотношения комбинируются с использованием одной или более операций, выбранных из группы, содержащей операцию суммирования, операцию разницы, операцию произведения и операцию отношения.

9. Система освещения по п.1, в которой по меньшей мере один из одного или более сигналов вторичного тока возбуждения предопределен на основании соотношения с по меньшей мере одним из одного или более сигналов первичного тока возбуждения, причем соотношение имеет переменную интенсивность, зависящую от требуемого цвета света, который должен вырабатываться системой освещения.

10. Способ управления системой освещения, содержащий этапы, на которых:
(a) определяют один или более первичных токов возбуждения для возбуждения одной или более первых групп светоизлучающих элементов и
(b) определяют один или более вторичных токов возбуждения для возбуждения одной или более вторых групп светоизлучающих элементов, при этом каждый из одного или более вторичных токов возбуждения предопределен на основании по меньшей мере одного из одного или более первичных токов возбуждения.

11. Способ управления системой освещения по п.10, в котором одна или более первых групп светоизлучающих элементов включает в себя красные светоизлучающие элементы, зеленые светоизлучающие элементы и синие светоизлучающие элементы, и при этом одна из одной или более вторых групп светоизлучающих элементов включает в себя янтарные светоизлучающие элементы, при этом сигнал вторичного тока возбуждения, указывающий ток возбуждения для янтарных светоизлучающих элементов, выводится на основании предопределенного соотношения сигналов первичного тока возбуждения, ассоциативно связанных с красными светоизлучающими элементами и зелеными светоизлучающими элементами.

12. Способ управления системой освещения по п.10, в котором по меньшей мере один из одного или более вторичных токов возбуждения предопределен на основании соотношения справочной таблицы с по меньшей мере одним из одного или более первичных токов возбуждения.

13. Способ управления системой освещения по п.10, в котором по меньшей мере один из одного или более вторичных токов возбуждения предопределен на основании кусочно-линейной комбинации соотношений с по меньшей мере одним из одного или более первичных токов возбуждения, причем кусочно-линейная комбинация соотношений включает в себя соотношения, выбранные из группы, содержащей линейное соотношение, соотношение степенной зависимости, соотношение квадратного корня, полиномиальное соотношение, логарифмическое соотношение и соотношение справочной таблицы.

14. Способ управления системой освещения по п.10, в котором по меньшей мере один из одного или более вторичных токов возбуждения предопределен на основании комбинации соотношений с по меньшей мере двумя из одного или более первичных токов возбуждения, причем соотношения комбинируются с использованием одной или более операций, выбранных из группы, содержащей операцию суммирования, операцию разницы, операцию произведения и операцию отношения.

15. Способ управления системой освещения по п.10, в котором по меньшей мере один из одного или более вторичных токов возбуждения предопределен на основании соотношения с по меньшей мере одним из одного или более первичных токов возбуждения, при этом соотношение имеет переменную интенсивность, зависящую от требуемого цвета света, который должен вырабатываться системой освещения.