Система и способ управления осветительными приборами

Система и способ управления осветительными приборами

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к области освещения и, в частности, управлению цветом и интенсивностью, излучаемого источником света.

Уровень техники

Достижения в развитии и усовершенствовании светового потока светоизлучающих устройств, например твердотельных полупроводниковых и органических светодиодов (СИД), сделали эти устройства пригодными для использования в применениях общего освещения, включающих в себя архитектурное, увеселительное и дорожное освещение. Светодиоды составляют все большую конкуренцию таким источникам света, как лампы накаливания, люминесцентные лампы и газоразрядные лампы высокой интенсивности.

Одна из задач в связи с твердотельным освещением состоит в разработке системы и/или способа, которые могут устанавливать и поддерживать интенсивность и цветность смешанного света, излучаемого множеством цветных, например, синих и желтых или красных, зеленых и синих СИД. Это может быть проблемой, поскольку свет, излучаемый СИД, может изменяться в зависимости от условий эксплуатации, отличных от электрических токов, обеспечиваемых на СИД. Традиционно, системы, которые могут исправлять эту зависимость, используют оптическую обратную связь на основании сигналов, обеспечиваемых одним или более оптическими датчиками. Датчики могут воспринимать часть излучаемого света, и их можно использовать для определения цветности и интенсивности воспринимаемого света. В свою очередь, информация о цветности и интенсивности можно, соответственно, использовать для регулировки токов возбуждения СИД. Однако для возможности эффективного управления с обратной связью нужно устранить ряд эффектов. Например, во-первых, спектральная чувствительность известных недорогих цветовых датчиков RGB, в практических целях, недостаточно точно повторяет спектральную чувствительность человеческого глаза. Во-вторых, спектральные распределения мощности (SPD) СИД могут изменяться с рабочей температурой СИД.

Например, на фиг.1 показана нормализованная спектральная чувствительность стандартного наблюдателя-человека, представленная функциями согласования цветов CIE , совместно с чувствительностью типичных коммерчески доступных цветовых датчиков RGB. Легко видеть, что характеристики датчика не полностью согласуются с характеристиками стандартного наблюдателя-человека. Спектральные рассогласования, даже меньшие, чем показаны на фигуре, могут приводить к нежелательным световым эффектам в системах на основе разноцветных СИД с управлением посредством обратной связи.

В технике общеизвестно, что SPD, описанную посредством , можно преобразовать в соответствующие трехцветные значения CIE, определив средние значения SPD, взвешенные соответствующими функциями согласования цветов. Это можно выразить в нижеследующих уравнениях для вышеупомянутых функций согласования цветов CIE:

и

Следовательно, трехцветные значения, определенные на основании сигналов, обеспечиваемых цветовыми датчиками RGB с недостаточно точными чувствительностями, могут не обеспечивать практически полезные указания трехцветных значений CIE. Общеизвестно, что другие функции согласования цветов можно использовать для определения соответствующих основных цветов в соответствующем цветовом пространстве.

Известные решения, например, представленные в патенте США № 6,507,159, раскрывают способ и систему для управления осветительным прибором на основе RGB СИД, которые позволяют отслеживать трехцветные значения опорного сигнала и сигнала обратной связи определенным образом. Прямые токи, возбуждающие осветительный прибор на основе СИД, регулируются на основании сравнения между трехцветными значениями сигнала обратной связи и опорными трехцветными значениями до тех пор, пока сравнение не перестанет показывать разность между ними. Трехцветные значения определяются с использованием определенной комбинации фильтров и датчиков. Однако согласование фильтров и датчиков для точного воспроизведения функций согласования цветов CIE, даже в лабораторных условиях управляемой температуры, представляет собой сложную задачу. Поэтому полезные комбинации фильтров и датчиков могут быть дорогими, что обсуждается в работе G. P. Eppeldauer, "A Reference Tristimulus Colorimeter," Proceedings of the Ninth Congress of the International Color Association of the Optical Engineering Society, SPIE 4421, стр. 749-752, (2002), Bellingham, WA, USA. Кроме того, управление с обратной связью, основанное только на трехцветных значениях CIE, не позволяет отделить цветность (т.е. цвет) от интенсивности и поэтому может оказаться неэффективным при подавлении ряда нежелательных флуктуаций цветности.

В работе B. T. Barnes "A Four-Filter Photoelectric Colorimeter," Journal of the Optical Society of America 29, (10), стр. 448-452, (1939) описано, как разложить функцию согласования цветов на и по диапазону длин волны, и как это упрощает требования к спектральной чувствительности датчиков RGB. Barnes задает:

(2a)

(2b)

где l и s обозначают диапазон длинных и коротких волн, соответственно. Для приборов, качество которых ниже лабораторного, в уровне техники нередко используются надлежащим образом масштабированные версии пары синий фильтр/детектор для представления спектральных чувствительностей и и . Однако этот подход, в общем случае, не позволяет ослабить нежелательные эффекты рассогласований спектральной чувствительности датчика RGB в ходе эксплуатации.

В работе B. A. Wandell и J. E. Farrell "Water into Wine: Converting Scanner RGB to Tristimulus XYZ" Device-Independent Color Imaging and Imaging Systems Integration, Proc. SPIE 1909, стр. 92-101, (1993) описано, как преобразовывать данные датчиков RGB в трехцветные значения XYZ с использованием матрицы преобразования, которую можно заранее определить методом наименьших квадратов на этапе калибровки. На этапе калибровки используются данные от идеальных датчиков согласования цветов CIE, и калибровочные данные от неидеальных датчиков RGB получаются путем измерений набора SPD для каждого датчика. Однако Wandell не предлагает использовать метод наименьших квадратов для аппаратов с обратной связью в реальном времени, а также применять его для управления источником света. Преобразование также применяется к измеренным данным цветовых датчиков RGB для каждого пикселя изображения.

В работе G. D. Finlayson и M. S. Drew "Constrained Least-Squares Regression in Color Spaces," Journal of Electronic Imaging 6, (4), стр. 484-493, (1997) описан способ, аналогичный решению, предложенному в вышеупомянутой работе Wandell и др., который страдает теми же ограничениями.

На фиг.2 показан пример SPD света, излучаемого модулем RGB СИД при двух разных рабочих температурах, но в остальном в одинаковых стационарных условиях эксплуатации. Температура окружающей среды один раз составляла 25°C, а в другой раз 70°C. Помимо эффектов разной рабочей температуры различие в токах возбуждения СИД в СИД разных цветов может приводить к различию в скоростях рассеяния мощности и, следовательно, к различию в температуре перехода СИД. Это различие может проявляться при сравнении SPD в различных сдвигах пиковой длины волны и различном расширении SPD и, следовательно, может быть причиной нелинейного изменения цветности смешанного света в зависимости от токов возбуждения и рабочих температур каждого СИД. Кроме того, теплообмен между СИД разных цветов может приводить к возникновению взаимозависимостей между температурами перехода СИД. Следовательно, общеизвестные законы аддитивности цветов Грассмана не могут обеспечить точные описания цвета смешанного света без учета эффектов самонагрева и взаимного нагрева СИД и любых оптических датчиков, применяемых для измерения генерируемого света.

Таким образом, на работе систем управления осветительными приборами с обратной связью могут негативно сказываться некоторые эффекты, в том числе тот, что датчики RGB с разными чувствительностями будут обеспечивать разные уникальные отклики на свет с одним и тем же SPD. Изменения в SPD цветного СИД, как описано выше, также будут приводить к изменениям в откликах датчиков RGB. Поэтому изменения сигналов датчиков RGB в ответ на изменения SPD также будут уникальными. Кроме того, датчики RGB, которые приближены к идеальным датчикам, будут, в ответ на одно и то же SPD, обеспечивать различные сигналы по сравнению с идеальными датчиками. Кроме того, чувствительность датчика RGB также может изменяться с его температурой.

Поэтому существует необходимость в системе и способе управления осветительными приборами, которые позволяют эффективно управлять светом, генерируемым осветительным прибором.

Эта информация об уровне техники призвана раскрыть информацию, которую заявитель, предположительно, считает имеющей отношение к настоящему изобретению. Не следует делать никаких предположений и не следует толковать в том смысле, что какая-либо часть вышеприведенной информации составляет предпосылки настоящего изобретения.

Сущность изобретения

Задачей настоящего изобретения является обеспечение системы и способа управления осветительными приборами. Согласно аспекту настоящего изобретения предусмотрен способ для управления одним или более светоизлучающими элементами (СИЭ), возбуждаемыми прямыми токами, для генерации смешанного света. Способ содержит этапы сбора данных датчиков, представляющие смешанный свет; обеспечения данных контрольной точки, представляющие требуемый смешанный свет; преобразования данных датчиков в первые данные, выраженные в координатах заранее определенной системы цветовых координат; преобразования данных контрольной точки во вторые данные, выраженные в координатах упомянутой заранее определенной системы цветовых координат; сравнения первых и вторых данных и определения разности между первыми и вторыми данными; регулирования упомянутых прямых токов в ответ на разность между первыми и вторыми данными, для того чтобы уменьшить разность между упомянутыми первыми данными и вторыми данными.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения предусмотрена система для управления одним или более светоизлучающими элементами (СИЭ), возбуждаемыми прямыми токами, для генерации смешанного света. Система содержит один или более оптических датчиков для сбора данных датчиков, представляющих смешанный свет; пользовательский интерфейс для обеспечения данных контрольной точки, представляющих требуемый смешанный свет; контроллер, причем контроллер преобразует данные датчиков в первые данные, выраженные в координатах заранее определенной системы цветовых координат, причем контроллер дополнительно преобразует данные контрольной точки во вторые данные, выраженные в координатах заранее определенной системы цветовых координат, причем контроллер дополнительно сравнивает первые и вторые данные и определяет разность между первыми и вторыми данными, причем контроллер дополнительно регулирует упомянутые прямые токи в ответ на разность между первыми и вторыми данными; при этом контроллер выполнен с возможностью уменьшать разность между упомянутыми первыми данными и упомянутыми вторыми данными, пока абсолютное значение упомянутой разности не упадет ниже заранее определенного порога.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 показывает нормализованную спектральную чувствительность стандартного наблюдателя-человека, представленная функциями согласования цветов CIE , и чувствительность набора типичных коммерчески доступных цветовых датчиков RGB.

Фиг.2 показывает пример двух SPD для модуля RGB СИД, эксплуатируемого при температуре окружающей среды 25°C и 70°C.

Фиг.3 показывает архитектуру системы обратной связи и управления для осветительного прибора на основе СИЭ согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.4 показывает пример рекурсивного треугольного разбиения цветового пространства RGB согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.5 показывает блок-схему иллюстративного способа компенсации рабочей температуры СИЭ согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.6 показывает блок-схему иллюстративного процесса преобразования белого режима согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.7 показывает блок-схему иллюстративного процесса отображения цветовой гаммы для преобразования режима цветности согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.8 показывает блок-схему иллюстративного способа общего преобразования согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.9 показывает схему системы обратной связи и управления, в которой используется ПИ схема управления согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание изобретения

Определения

Термин "светоизлучающий элемент" (СИЭ) используется для определения устройства, которое испускает излучение в диапазоне или комбинации диапазонов электромагнитного спектра, например в видимом диапазоне, инфракрасном и/или ультрафиолетовом диапазоне, будучи активированным, например, за счет подачи на него разности потенциалов или пропускания через него тока. Поэтому светоизлучающий элемент может иметь монохроматическую, квазимонохроматическую, полихроматическую или широкополосную спектральную характеристику излучения. Примерами светоизлучающих элементов служат полупроводниковые, органические или полимерные светодиоды, светодиоды с фосфорным покрытием оптической накачки, нанокристаллические светодиоды с оптической накачкой или другие аналогичные устройства, что хорошо известно специалисту в данной области техники. Кроме того, термин светоизлучающий элемент используется для определения конкретного устройства, которое испускает излучение, например кристалл СИД, и в равной степени может использоваться для определения комбинации конкретного устройства, которое испускает излучение, совместно с корпусом или кожухом, в котором располагается/ются конкретное/ые устройство или устройства.

Используемый здесь термин "около" относится к +/-10% отклонению от номинального значения. Следует понимать, что такое отклонение всегда включено в любое данное значение, обеспеченное здесь, независимо от того, имеется ли на него ссылка.

Если не указано обратное, все технические и научные термины, используемые здесь, имеют тот же смысл, в котором их обычно понимают специалисты в данной области техники, к которой принадлежит изобретение.

Настоящее изобретение обеспечивает систему обратной связи и управления для управления электрическими токами, предоставляемыми на один или более СИЭ в осветительном приборе. Система обратной связи и управления может взаимодействовать с оптическими датчиками для восприятия части света, излучаемого СИЭ, пользовательским интерфейсом для обмена информацией с пользователем и системой температурных датчиков. Система температурных датчиков может содержать систему температурных датчиков на основе перехода СИЭ для мониторинга температуры СИЭ и, дополнительно, в необязательном порядке, систему температурных датчиков для мониторинга температуры оптических датчиков.

Согласно настоящему изобретению система обратной связи и управления может быть выполнена так, чтобы определенные сигналы, используемые в ней, коррелировали с цветом или интенсивностью света в координатах выбранного заранее определенного требуемого цветового пространства. Степень корреляции может быть прямо линейно пропорциональной. Эти сигналы могут включать в себя входные и выходные сигналы системы или сигналы, получаемые из них путем преобразования в заранее определенное требуемое цветовое пространство. Эти сигналы могут включать в себя сигналы, указывающие контрольную точку системы. Контрольная точка системы описывает требуемый выход системы и может изменяться пользователем в ходе эксплуатации, инициирующим переход между двумя требуемыми состояниями. Система может быть выполнена с возможностью выполнять переход несколькими, обычно заранее определенными способами.

Для управления с обратной связью выход и сигнал контрольной точки можно сравнивать в целях определения разности между ними. Разность обычно рассматривается как отклонение выхода от контрольной точки. Каждая разность затем используется для определения изменений соответствующего электрического тока возбуждения для каждой группы СИЭ, что необходимо для уменьшения разности между соответствующим мгновенным и требуемым выходом осветительного прибора. Поэтому информация, закодированная в сигнале контрольной точки или сигнале датчика или в обоих сигналах, должна быть доступна в общем цветовом пространстве до того, как они будут сравнены. Следовательно, может потребоваться преобразование одного или обоих сигналов в выбранное общее цветовое пространство. Согласно настоящему изобретению общее цветовое пространство является рассмотренным выше заранее определенным требуемым цветовым пространством. В общем случае, контроллер выполнен с возможностью регулировать, в ответ на сравнение мгновенного и требуемого выхода, токи возбуждения на светоизлучающие элементы. Согласно варианту осуществления настоящего изобретения токи возбуждения регулируются для уменьшения разности между данными датчиков RGB с обратной связью, которые выражают мгновенный выход, и данными контрольной точки RGB, описывающими требуемый выход, пока абсолютное значение разности не станет меньше заранее определенного порога.

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения общее цветовое пространство может задаваться чувствительностью оптических датчиков в некоторых заранее определенных условиях эксплуатации оптических датчиков. В частности, каждая из чувствительностей может использоваться в качестве базисной функции системы координат, которая используется для задания заранее определенного требуемого цветового пространства.

Заметим, что вышеописанный мгновенный выход относится к выходу в моменты, когда свет, излучаемый СИЭ осветительного прибора, взаимодействует с соответствующим датчиком. Мгновенный выход обычно обрабатывается позже, и задержка зависит от характера системы обратной связи. Как известно, мгновенное значение сигнала обратной связи в моменты времени, когда он фактически обрабатывается, обычно соответствует более ранним выходам, зависящим от времени, необходимого для распространения выходного сигнала через участки системы обратной связи, пока он не будет обработан системой обратной связи и управления. В цифровых системах управления могут возникать дополнительные задержки, поскольку выборки выходного сигнала обратной связи можно брать только в интервалах или в определенные моменты времени. Задержки в системах обратной связи и управления также могут возникать вследствие удержания данных из дискретизированных сигналов в хранилище до обработки.

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения система обратной связи и управления выполнена с возможностью преобразовывать данные датчиков RGB в координаты опорных данных и сравнивать их. Согласно другому варианту осуществления система обратной связи и управления выполнена с возможностью преобразовывать опорные данные в координаты данных датчиков RGB и сравнивать их. Согласно другому варианту осуществления система обратной связи и управления выполнена с возможностью преобразовывать опорные данные и данные датчиков RGB в координаты заранее определенного цветового пространства, которое отличается как от цветового пространства опорных данных, так и данных датчиков RGB. В общем случае, система обратной связи и управления выполнена с возможностью регулировать прямые токи возбуждения на светоизлучающие элементы, в ответ на сравнение выходных или дискретизированных сигналов и сигналов контрольной точки, для уменьшения разности между упомянутыми данными датчиков RGB и опорными данными RGB, пока абсолютное значение разности не перестанет превышать требуемый заранее определенный порог.

Методы управления и динамика системы обратной связи и управления

Согласно настоящему изобретению всякий раз, когда система обратной связи и управления обрабатывает входные значения или значения контрольной точки или выходные сигналы, например, для того, чтобы определять отклонения выхода от контрольной точки, может потребоваться учет определенных условий эксплуатации и информации о режиме работы системы. Система может работать в статическом режиме, в котором входные и выходные параметры системы, доступные пользователю, не изменяются, а также система может работать в переходном режиме, когда выходные параметры изменяются в результате изменений входных параметров. Хотя входные и выходные параметры могут не изменяться, внутренние параметры системы и переменные, описывающие состояние системы, или ее компоненты могут меняться. Переходные режимы включают в себя, например, случай, когда цвет или интенсивность света, излучаемого осветительным прибором, переходят от начального значения к требуемому целевому значению. Следовательно, система обратной связи и управления должна обнаруживать и адекватно обрабатывать состояние системы также, когда переходные режимы активны.

Согласно настоящему изобретению цифровая система обратной связи и управления, например, может осуществлять переход ступенчатым итерационным образом, изменять цвет или цветность, или и то, и другое шагами приращения заранее определенной или динамически определяемой величины каждый раз, пока не будет достигнут требуемый выход. Если переход осуществляется в данный момент, и принимается команда, которая требует нового перехода, система обратной связи и управления может ожидать завершения начального перехода прежде, чем она инициирует новый переход. Альтернативно, система может, в ходе начального перехода, обновлять параметры перехода и, при необходимости, регулировать хронирование перехода, что позволяет добиться его согласно заранее определенному или иному требуемому расписанию. Другие варианты осуществления могут использовать эти различные подходы в различных других комбинациях.

Система управления также может выполнять перекрывающиеся переходы в режиме мультиплексирования по времени и может быть выполнена с возможностью завершать, обновлять или даже прерывать один или более действующих переходов заранее определенным образом. Система управления также может быть выполнена с возможностью синхронизировать перекрывающиеся мультиплексированные по времени переходы, для того чтобы достигать требуемых эффектов освещения. Разные варианты осуществления могут быть выполнены с возможностью выполнения ступенчатых переходов в разном темпе или частотами. Например, ступенчатые регулировки интенсивности можно выполнять на частоте 50 Гц.

Когда система обратной связи и управления определяет новые токи возбуждения для СИЭ осветительного прибора, она также может проверять, что токи возбуждения не превышают максимально допустимые токи возбуждения согласно конструкции и условиям эксплуатации системы в целом, включающей в себя осветительный прибор во времени. Согласно варианту осуществления настоящего изобретения система обратной связи и управления может масштабировать в сторону уменьшения токи возбуждения от первоначально определенных значений, для того чтобы предотвращать одного или более эффектов, которые могут быть нежелательными или вредными для компонентов системы, включая осветительный прибор. Такие эффекты могут включать в себя перегрев, мерцание и нежелательные цветовые сдвиги вследствие, например, увеличения интенсивности. Токи возбуждения можно масштабировать в сторону уменьшения несколькими разными заранее определенными способами, которые могут отличаться в зависимости от конкретного случая или эффекта, который нужно ослабить. Это может включать в себя затемнение одного или более СИЭ, которые сами даже могут не перегреваться, но которые нужно затемнять, например, для того чтобы поддерживать требуемую цветность, поскольку ток возбуждения для одного или более других СИЭ необходимо снизить во избежание их перегрева.

Заметим, что токи возбуждения можно обеспечивать в нескольких различных форматах, включающих в себя, например, аналоговые или импульсные форматы. Импульсные форматы могут включать в себя токи возбуждения с широтно-импульсной модуляцией, импульсно-кодовой модуляцией или модуляцией плотности импульсов. Заметим также, что схема пульсации может дополнительно модулироваться по частоте, амплитуде или длительности импульса, для того чтобы улучшать разрешение усредненного по времени тока возбуждения, подавление нежелательного мерцания при низких средних токах возбуждения или кодирование дополнительной информации в свете, например, генерируемом в ответ на ток возбуждения. Поэтому для управления током возбуждения и его масштабирования может потребоваться регулировка токов возбуждения, например, по ширине импульса, амплитуде импульса или плотности импульсов. Заметим, что разные варианты осуществления могут использовать одну из этих или другую общеизвестную цифровую, а также аналоговую схему управления током возбуждения или их комбинацию.

Система может выполнять переходы интенсивности на основании перцептивно линейной зависимости, включающие в себя, например, затемнение по квадратичному или логарифмическому закону, или может использовать другие альтернативные требуемые заранее определенные кривые затемнения.

Для улучшения стабильности и времени отклика система обратной связи и управления может быть выполнена с возможностью изменять ряд внутренних параметров управления заранее определенным образом в зависимости от величин токов возбуждения или силы сигналов обратной связи или датчиков. Внутренние параметры управления могут быть калибровочными коэффициентами для определения соответствующих пропорционально-интегрально-дифференциальных (ПИД) разностных сигналов или других известных параметров, которые можно регулировать, для того чтобы осуществлять динамику системы обратной связи и управления. С этой целью система обратной связи и управления может собирать и поддерживать данные о характерных условиях эксплуатации и использовать эти данные для целей самокалибровки и улучшения управления. Разные варианты осуществления могут сохранять эти данные в энергонезависимой памяти и применять оценивание самокалибровки по температуре на основании заранее определенных схем, например, при работе в заранее определенном диапазоне условий эксплуатации или, например, в заранее определенных интервалах или частотах.

Архитектура системы на основе осветительных приборов, в которой используется система обратной связи и управления

На фиг.3 показана иллюстративная архитектура комбинации осветительного прибора, использующего систему обратной связи и управления согласно настоящему изобретению. Осветительный прибор содержит один или более СИЭ 40 для генерации света. СИЭ 40 электрически подключены к источнику 30 питания через формирователи 35 тока. Источник 30 питания может быть на основе, например, выпрямителя или преобразователя постоянного тока. Осветительный прибор с разноцветными СИЭ может содержать отдельные формирователи тока для каждого цвета. Отдельные формирователи тока можно использовать для одновременной подачи разных прямых токов на разные цветные СИЭ 40.

Предусмотрены один или более датчиков 50 RGB, которые можно калибровать так, чтобы они воспринимали выход светового потока света, генерируемого осветительным прибором. В одном варианте осуществления отдельные датчики 50 света предусмотрены для каждого цвета СИЭ 40. Кроме того, цветной светофильтр может быть связан с одним или более датчиками 50 света. Каждый датчик 40 RGB электрически подключен к усилителю и преобразователю 55 сигнала, который может преобразовывать воспринятый сигнал в электрический сигнал, который может обрабатываться системой 60 управления.

Как показано, система 60 управления может управлять усилением и интегрированием сигналов управления усилителя и преобразователя 55 сигнала. Очевидно, что каждый датчик 50 RGB может обнаруживать величину светового потока, которая достаточна для обеспечения стабильного фототока и которая обеспечивает сигнал с адекватным отношением сигнал/шум. Датчики 50 RGB могут быть экранированы, чтобы подавлять паразитный или окружающий свет, воспринимаемый ими. Однако альтернативные варианты осуществления могут быть выполнены с возможностью, например, обнаруживать окружающий свет.

Пользовательский интерфейс 65 подключен к системе 60 управления и обеспечивает средство для получения информации, относящейся к требуемой цветовой температуре, цветности и/или требуемому выходу светового потока для осветительного прибора от пользователя или другого устройства управления, например, таймера, программируемого на 24 часа, пульта театрального освещения или другого подходящего устройства, которое хорошо известно специалисту в данной области техники. Вся система, включающая в себя пользовательский интерфейс, может быть выполнена несколькими разными способами, позволяющими по-разному управлять светом, излучаемым одним или более осветительными приборами. Возможные конфигурации системы могут предоставлять пользователю разнообразные возможности от непосредственного изменения излучаемого света до ввода информации для перепрограммирования программы освещения, которая автоматически может выполняться системой в требуемые моменты времени, интервалы и т.п.

Информация, обеспечиваемая пользовательским интерфейсом, преобразуется в соответствующие опорные электрические сигналы для использования системой 60 управления. Система 60 управления дополнительно принимает данные обратной связи от датчиков 50 света, относящиеся к выходу светового потока из осветительного прибора. Таким образом, система 60 управления может определять соответствующие сигналы управления для передачи на формирователи 35 тока, для того чтобы получать требуемый световой поток и цветность света, генерируемого осветительным прибором. Система 60 управления может быть микроконтроллером, микропроцессором или другой системой обработки цифрового сигнала, которая хорошо известна специалисту в данной области техники.

В одном варианте осуществления, показанном на фиг.3, система 60 управления может, в необязательном порядке, быть оперативно подключена к одному или более датчикам 45 температуры СИЭ. Датчики 45 температуры СИЭ обеспечивают информацию о температуре СИЭ 40 в условиях эксплуатации. Информацию о температуре СИЭ 40 затем можно использовать для компенсации температурных изменений светового потока и характерных температурных сдвигов пиковой длины волны для каждого СИЭ.

Например, температуру СИЭ 40 можно определить путем измерения прямого напряжения на этом СИЭ путем измерения сопротивления термистора, находящегося в тепловом контакте с СИЭ, или напряжения термопары. Следовательно, система 60 управления может управлять формирователями 35 тока для адаптации тока возбуждения к группе СИЭ 40 в режиме прямой связи.

Аналогично, один или более элементов 45 датчика температуры могут обеспечивать информацию о рабочей температуре оптических датчиков 50 RGB. Эту информацию можно использовать для учета температурно-зависимых изменений спектральной чувствительности оптических датчиков и компенсации соответствующих нежелательных эффектов.

В одном варианте осуществления система 60 управления реагирует на сигналы как от датчиков 50 RGB, так и датчиков 45 температуры, тогда как цифровая система 60 управления с обратной связью, реагирующая только на датчики 50 света, может демонстрировать более низкую долговременную стабильность в поддержании постоянных выхода светового потока и цветности.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения элемент датчика температуры может быть системой датчика прямого напряжения или другим элементом датчика температуры для определения рабочей температуры СИЭ осветительного прибора. Как показано на фиг.3, варианты осуществления системы управления могут быть выполнены с возможностью обработки сигналов, обеспечиваемых одним или более элементами 70 датчика напряжения. Элементы датчика напряжения оперативно подключены к СИЭ осветительного прибора, для того чтобы контролировать прямое напряжение СИЭ 40. Как известно из уровня техники, сигналы датчика напряжения можно обрабатывать на основании мгновенных токов возбуждения соответствующих СИЭ, для того чтобы определять температуру перехода СИЭ. Например, сигналы датчика напряжения можно фильтровать на полосовом фильтре с центральной частотой, вдвое превышающей частоту переменного тока питающей линии. Система 60 управления может, в необязательном порядке, постоянно дискретизировать сигналы датчика напряжения для измерения остаточного пульсирующего тока, который может возникать от неполной фильтрации источника питания, и регулировать коэффициент заполнения ШИМ сигналов возбуждения, поступающих на формирователи 35 тока, для того чтобы ослаблять нежелательные влияния на выход светового потока из СИЭ 40. Частоту дискретизации сигналов датчика напряжения можно задать так, чтобы она обычно превышала 300 Гц, для того чтобы минимизировать визуальное мерцание.

Ниже изобретение будет описано со ссылкой на конкретный пример. Очевидно, что нижеследующие примеры призваны описывать варианты осуществления изобретения и не призваны никоим образом ограничивать изобретение.

Примеры

Пример 1

В первом примере система управления может быть выполнена с возможностью считывать данные датчиков RGB и для применения заранее определенного преобразования, для того чтобы выводить приближенные значения трехцветных значений X, Y и Z CIE света, излучаемого СИЭ. Это можно выполнять, например, путем программирования системы управления линейным алгебраическим соотношением

с использованием матрицы преобразования 3x3

где N ^T - транспонированная матрица и N ⁺ - матрица, псевдообратная матрице N. M - матрица n×3 идеальных трехцветных значений M _ij и N - соответствующая матрица n×3 данных цветовых датчиков RGB для того же набора из n SPD. M и N можно определить на этапе калибровки, где используется n SPD, и они характеризуются с помощью цветовых датчиков RGB для определения N и, например, с помощью точно откалиброванного спектрометра для определения M. Затем можно определить T, например, методом наименьших квадратов, путем минимизации функции ошибок:

Этот способ может обеспечивать средство уменьшения среднеквадратической ошибки в трехцветном пространстве между измеренными данными датчиков RGB и измеренными данными идеальных датчиков для обучающего набора SPD. Заметим, что которые получаются из для SPD с использованием T, полученной в процессе калибровки, являются линейно интерполированными приближениями.

В технике общеизвестно, что

и

где интенсивность представлена трехцветным значением Y CIE. В о