照明系統及方法
2023-12-09 00:06:06 4
專利名稱：照明系統及方法
照明系統及方法
本文描述的實施例涉及用於提供照明的系統及方法。
背景技術：
一般通過應用脈寬調製(P麗)信號給光源如發光二極體(LED)供電。使用脈寬調 制技術給光源供電能夠減少照明系統的熱耗散。然而，眾所周知，對光源直接應用脈 寬調製信號會造成電磁幹擾(EMI)和/或射頻幹擾(RFI)。在許多例子中，不希望 有電磁幹擾(EMI)和射頻幹擾(RFI)影響照明系統和其他鄰近的電子系統的性能。
本文描述的實施例是根據用於給光源供電的現有脈寬調製技術的這些或其他的 缺點構思的。
發明內容
本文描述的實施例包括照明系統及方法，該照明系統及方法能夠提高發光效率同 時減少電磁幹擾(EMI)和/或射頻幹擾(RFI)的產生。該照明系統包括配置用於發 光的光源。在一個實施例中，光源可以是發光二極體(LED)。調節器可以電連接到 光源且適用於接收脈寬調製(PWM)信號。調節器響應於脈寬調製信號產生斜坡(ramp)
信號，該斜坡信號給光源供電以使光源發光。
提供照明的方法包括產生脈寬調製信號並在調節器上接收脈寬調製信號。該方法 也包括通過使用調節器響應於脈寬調製信號產生斜坡信號。此外，該方法可以包括響 應於斜坡信號產生控制信號以使光源發光。
所描述的實施例的新穎的特徵與特性將在所附權利要求中闡述。結合附圖，參考 以下的說明可以最佳地理解這些實施例的結構、操作方式及其中的進一步的優點。
圖1A和圖1B示出本發明的實施例中的照明系統的可選的視圖2示出圖1A和圖1B所示的照明系統的系統圖；及
圖3示出可用於圖1A、圖1B及圖2所示的照明系統的調節器的示意圖。
具體實施例方式
按照要求，本文公開了實施例的詳細說明。然而，應理解所公開的實施例僅是本 發明的示例，本發明可以體現在各種替代的形式中。附圖不必按比例繪製，且可以擴大或減少某些特徵以示出具體構件的細節。因此，本文公開的具體的功能的細節不能 被解釋為限制，而只作為權利要求的示意性的基礎和/或教授本領域技術人員的示意 性的基礎。
現參考圖1A和圖1B,示出了照明系統IO。照明系統IO實際上可以是任何類型 的照明系統，包括但不限於車用照明系統(例如頂燈)、樓宇照明系統等等。所描述 的實施例能夠實現周圍照明、常規車輛照明、劇場調光等等。然而，不同於現有的脈 寬調製照明系統，照明系統10能夠提高發光效率同時減少電磁幹擾(EMI)和/或射 頻幹擾(RFI)的量。
如圖所示，照明系統IO包括最佳地定位於照明系統IO上以對鄰近區域進行照明 的外透鏡12。在一個實施例中，外透鏡12可以由半透明或透明的塑料材料構成。照 明系統IO包括光導管14，該光導管14引導和/或指引光源產生的光。光導管14包 括上升部分14a和下降部分14b。如圖所示，包括部分Ma和14b的光導管14具有 開口 16。開口 16允許由光導管14引導的光離開光導管14。箭頭18示出當光離開開 口 16時如何在照明系統10中傳播。
在一個實施例中，鄰近於外透鏡12安裝開關面板20。開關面板20具有控制頂 燈、閱讀燈等等的照明的一個或多個按鈕。應認識到在開關面板20上的按鈕可以控 制其他的功能如開啟車庫門、開啟車門等，而不脫離本發明的範圍。
現參考圖2，提供了照明系統10的詳細的框圖。具體地，光導管14如圖所示具 有圓錐形部分(conic section) 14c和反射邊緣14d。如圖所示，圓錐形部分14c可 以是校直雙曲線形透鏡。或者，取決於光源22的位置，圓錐形部分14c可以具有拋 物面形的光學配置。
箭頭27示出來自光源22的光通過透鏡12的傳播。可以是發光二極體(LED)的 光源22發出光到光導管14。發出的光進入光導管14並通過反射邊緣14d基本上平 行於光導管14反射。反射邊緣14d反射的光然後被反射到反射邊緣14e上。反射邊 緣"e然後使光向下反射到反射鏡28和26。反射鏡28和26可以具有使光被向上反 射以便穿過透鏡12的高反射性表面和曲線形輪廓。雖然圖2示出以具體的方式引導 光，如通過光導管14引導，但是本發明試圖使用具有其他光導管配置的替代實施例。
光源22可以由調節器24供電。在一個實施例中，通過使用柔性電路將調節器 24連接到光源22。使用柔性電路可以改進照明系統10的裝配方案，特別是在空間受 限制的區域中。調節器24還可以連接到電源(B+)。在一個實施例中，雖然不是必須 的，B+電源包括直流電源，如電池、超級電容及位於車輛上的類似電源。在下文中將 描述> 調節器24適用於產生給光源22供電的斜坡信號。
現參考圖3，示出了調節器24及附加裝置的示意圖。應認識到替代的實施例可 以具有不同於圖3所示的電路配置，而不脫離本發明的範圍。調節器24包括運算放 大積分器24a、 二極體24b、誤差放大器24c、及開關24d。在一個實施例中，開關24可以是電晶體。如圖所示，控制器32連接到電源(B+)和輸入30。控制器32可以 具有數據處理和存儲功能。電源為控制器32提供工作電源。
控制器32適用於響應於從輸入30接收的信號產生脈寬調製信號。輸入30包括 響應於門的開啟、來自車輛遙控鑰匙或頂燈開關的信號產生的輸入信號。應認識到取 決於所描述的實施例的具體實施方案，除了這些具體列舉的之外，控制器32可以接 收其他的輸入。
一旦控制器32接收到輸入，控制器32產生具有期望的佔空比和頻率的脈寬調製 信號。脈寬調製信號由積分器24a接收。積分器24a對從控制器32接收的信號在時 間上積分。積分器24a的輸出可以是具有遞增電壓的斜坡信號，該斜坡信號通過二極 管24b傳遞。二極體24b阻止電流流向積分器24a。
誤差放大器24c接收斜坡信號以及任何來自節點25的信號。誤差放大器24c評 估斜坡信號的電壓和任何從節點25接收的信號的電壓。基於電壓差，誤差放大器產 生用於開關24d的控制信號。如圖所示，控制信號可以是表現為電晶體的開關24d的 基極電流，控制電流從B+端通過開關24d流向光源22。相應地，以基本上為線性的 方式給光源22供電，而不通過脈寬調製信號直接供電。
連接到電源的開關34和二極體36也可以連接到調節器24。開關34可以表示為 在車輛中的開關，包括但不限於地圖燈開關、閱讀燈開關等等。因此，在一個實施例 中，用戶可以手動接通開關34。當開關34閉合時，電流從電源(B+)流過二極體36。 二極體36阻止電流流向不期望的方向(例如流向開關34)。誤差放大器24c接收由 於開關34的閉合發送的信號。作為響應，誤差放大器產生用於開關24d的控制信號 以使電流能夠流過開關24d,從而給光源22供電。
雖然已詳細描述了實施本發明的最佳模式，但本領域技術人員應認識到用於實施 本發明的替代的設計和實施例由所附權利要求確定。
權利要求
1.一種照明系統，包括配置用於發光的光源；及電連接到所述光源的調節器，所述調節器適用於接收脈寬調製(PWM)信號並基於所述脈寬調製信號產生斜坡信號，所述斜坡信號給所述光源供電以使所述光源發光。
2. 如權利要求1所述的照明系統，其特徵在於，所述調節器包括 開關，所述開關適用於使所述光源能夠被供電；積分器，所述積分器接收所述脈寬調製信號並產生所述斜坡信號，其中所述斜坡 信號是所述脈寬調製信號在時間上的積分；及放大器，所述放大器評估所述斜坡信號的電壓和第三信號的電壓，並基於所述斜 坡信號的電壓和所述第三信號的電壓之間的差，產生用於所述開關的控制信號以使所 述光源能夠被供電從而使所述光源發光。
3. 如權利要求2所述的照明系統，其特徵在於，響應於來自遙控鑰匙、門、及 頂燈開關中的至少一個的輸入，產生所述積分器接收的所述脈寬調製信號。
4. 如權利要求3所述的照明系統，其特徵在於，還包括控制器，所述控制器接 收所述輸入並產生用於所述積分器的所述脈寬調製信號。
5. 如權利要求4所述的照明系統，其特徵在於，還包括直流電源，所述直流電 源連接到所述控制器並使所述控制器能夠在接收所述輸入時產生所述脈寬調製信號。
6. 如權利要求1所述的照明系統，其特徵在於，還包括光導管，所述光導管接 近於所述光源定位，所述光導管引導從所述光源發出的光。
7. 如權利要求6所述的照明系統, 形透鏡。
8. 如權利要求7所述的照明系統, 導的所述光穿過所述外透鏡。
9. 如權利要求1所述的照明系統，其特徵在於，所述光導管具有校準的雙曲線 其特徵在於，還包括外透鏡，所述光導管引 其特徵在於，所述光源為發光二極體(LED)。
10. —種用於車輛的照明系統，包括控制器，所述控制器接收輸入並產生脈寬調製信號，其中所述輸入響應於門、遙控鑰匙，及頂燈開關中的至少一個； 反射鏡； 外透鏡；配置用於發光的光源；調節器，所述調節器與所述控制器連通並電連接到所述光源，所述調節器具有 開關，所述開關適用於使所述光源能夠被供電，積分器，所述積分器接收所述脈寬調製信號並產生斜坡信號，其中所述斜坡 信號是所述脈寬調製信號在時間上的積分，及放大器，所述放大器評估所述斜坡信號的電壓和第三信號的電壓，並基於所 述斜坡信號的電壓和所述第三信號的電壓之間的差，產生用於所述開關的控制信號以 使所述光源能夠被供電從而使所述光源發光；及光導管，所述光導管接近於所述光源、反射鏡、外透鏡定位，具有校準的雙曲線 形透鏡，所述光導管將從所述光源發出的光引導到所述反射鏡上，其中所述反射鏡反 射所述光通過所述外透鏡。
全文摘要
本發明提供一種照明系統及方法，該照明系統及方法能夠以一種減少電磁幹擾(EMI)和/或射頻幹擾(RFI)的產生的方式產生光。在一個實施例中，光源在接收到基本上是線性信號時發光，該線性信號是響應於脈寬調製(PWM)信號產生的。
文檔編號H05B37/02GK101296543SQ20081009336
公開日2008年10月29日 申請日期2008年4月14日 優先權日2007年4月23日
發明者斯圖亞特·索爾特, 林達·法爾詹齊, 瑪亨德拉·達薩納雅克 申請人:福特環球技術公司