用於光強度控制的方法和裝置的製作方法

2023-07-16 23:03:26

專利名稱：用於光強度控制的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明主要地涉及照明系統。具體而言，這裡公開的各種發明方法和裝置涉及一 種用於照明系統的光強度控制方法和裝置。
背景技術：
數字發光技術(即基於半導體光源如發光二極體(LED)的照明)提供了對傳統熒 光、HID和白熾燈的一種可行替代。LED的功能優點和益處包括高能量轉換和光學效率、可 耐用性、低操作成本以及許多其它優點和益處。LED技術的近來發展已經提供在許多應用 中實現多種發光效果的高效而魯棒的全光譜發光源。如在通過參考結合於此的美國專利第 6，016，038號和美國專利第6，211，626號中具體討論的那樣，體現這些源的一些設備以如 下發光模塊和處理器為特徵，該發光模塊包括能夠產生不同顏色如紅色、綠色和藍色的一 個或者多個LED，而該處理器用於獨立地控制LED的輸出以便生成多種顏色和顏色改變的 發光效果。眾所周知，可以通過交互混合來自不同顏色的光源的充分數量的光來生成所需光 譜組成或者按照光度術語為所需色度和光通量的光。當交互混合例如來自不同顏色的LED 的光時，混合光的色度可以充分準確地取決於LED的特性，比如強度、中心波長和光譜寬度。LED的特性可能由於多個原因(例如器件老化和/或器件操作溫度的起伏)而變 化。這些變化可能在LED的操作條件之下引起所不希望的影響。可能的解決方案包括光學 反饋控制，該光學反饋控制用於監視不同顏色的LED的光通量輸出並且調節LED的驅動電 流，從而各LED發射的光或者至少由成組LED生成的混合光的光通量輸出和色度保持基本 上恆定。監視發射的光需要例如按照LED顏色或者LED來測量光通量輸出的一些裝置。迄今為止，已經提出若干光學反饋解決方案以檢測和評估發光器件的輸出光的光 通量輸出和色度以便監視這些特性。例如，一種解決方案教導了光感測器的陣列，各光感測 器具有響應於所選顏色的光的所選濾色器。然而這樣的光感測器通常由於各種顏色的LED 發射的光的光譜輻射功率分布重疊而易受光學串擾。這一光學串擾可能降低光感測器收集 的光信息的準確度。此外，這一方式易受環境光的存在所影響；例如在各光學濾波器的顏色 範圍中的環境光可能無法與發光器件的輸出光區別開。另一解決方案包括具有用於光學反饋的多通道顏色感測器的LED發光設備，其中 各通道包括寬帶光感測器和透射率與紅色、綠色和藍色LED光譜輻射功率分布的透射率近 似的濾色器。由於LED的光譜輻射功率分布往往針對不同顏色而重疊，所以通道串擾不可 避免並且可能限制光學反饋系統的性能。此外，這一方式也易受環境光影響。—種類似解決方案包括具有用於隔離各LED顏色生成的光的濾色器的多個光感 測器。然而這一方式同樣在LED的光譜功率分布重疊時(例如具有紅色和琥珀色LED或者 暖白色和藍色或者綠色LED就會出現)受困於串擾。此外，這一方式也易受環境光影響。對上述光學串擾問題的一種部分解決方案在於選擇具有窄帶寬和陡峭截止頻率特性的帶通濾波器。雖然可以使用多層幹擾濾波器來實現針對這樣的濾波器的令人滿意的 性能水平，但是這些幹涉濾波器可能昂貴並且通常需要用於校準發射的光的另外的光學器 件，因為幹涉濾波器特性依賴於光入射到這些濾波器的入射角。與幹涉濾波器相關聯的另一問題在於LED的中心波長依賴於LED結溫度並且這一 中心波長可以根據LED類型而明顯地變化。此外，幹涉濾波器的帶通透射率譜也依賴於溫 度。光感測器的輸出信號因此依賴於LED的由與之關聯的幹涉濾波器的帶通特性修改的光 譜輻射功率分布。因此存在如下解決方案，其中即使LED光譜輻射功率分布保持恆定，光感 測器的輸出信號仍然可能隨環境溫度改變，這可能進一步限制感測器系統的性能。在又一方式中，來自各LED顏色的輻射可以由如下電子控制電路控制，該電子控 制電路有選擇地關斷與在時間脈衝序列中當前未測量的顏色相對應的LED。然後單個寬帶 光學感測器可以用於檢測。這一方式的問題在於每當將LED去能量時定期地並且可能急劇 地更改色平衡，由此可能引起明顯閃爍。由於光學感測器需要最少數量的時間以準確地並 且以可接受的信噪比感測賦能的LED的輻射通量，所以採樣頻率的選擇可能受光學感測器 的靈敏度和噪聲特性限制。有限採樣頻率可能造成針對光學反饋迴路的更低採樣解析度和 更長響應時間。由於一次測量來自不多於一種LED顏色的光，所以這一用於光學數據收集 的方式可能將反饋迴路響應時間增加約系統中所用不同LED顏色的數目。例如對於具有紅 色、綠色和藍色LED串的系統，響應時間可以乘以約為三的因子，而對於具有紅色、綠色、藍 色和琥珀色LED串的系統，響應時間可以乘以約為四的因子。此外，這一方式也易受無法有 選擇地防止其到達光學感測器的環境光影響。一種用於避免可視閃爍的可能方式在於使用很快的脈衝序列來接通和關斷LED。 然而這一方式因而易受LED驅動電流脈衝的上升和下降時間、驅動電流紋波、以及電噪聲 的影響。另一用於避免可視閃爍的可能方式在於保證在脈衝控制光源的時段期間的平均 光輸出基本上等於在普通操作期間的標稱連續光輸出。另一方式在於通過關斷針對當前測 量的顏色的LED而不關斷其它LED，然後通過相減來計算所需測量從而減輕閃爍。然而這些 提出的解決方案均未解決由於光採樣所需的去激活序列所致的色平衡的定期和潛在急劇 改變或者反饋迴路響應時間的降級。除非在可以例如在不同發光設備中的LED串之間精確地同步脈衝序列，順序脈衝 解決方案也易受來自相鄰LED串的幹擾影響，即使那樣，如果LED串生成不同數量的顏色的 光，則一個串的輸出可能無意中被另一個串感測到。在另一方式中，LED由PWM驅動電流脈衝驅動，並且只要驅動電流已經達到全量 值，LED的光輸出就由寬帶光學感測器採樣。這一過程可以避免PWM脈衝的上升和下降時 間的影響。然後可以通過低通濾波來確定平均驅動電流。與這一方式關聯的困難可能在於 必須同步PWM脈衝從而在PWM時段期間的有限時間段內將至少一種LED顏色去能。這一要 求可以阻止所有不同顏色LED按照100%的佔空比因子在全功率操作。與平均光感測方法 關聯的另一弊端在於採樣時段通常必須為光學感測器可靠地測量賦能的LED的輻射通量 提供充分時間。此外，這一光感測方法要求將依次測量LED顏色，這可能限制反饋迴路響應 時間。也可以用具有不同頻率的不同驅動波形驅動不同顏色的LED，由此允許使用鎖入放大器(零差)技術來測量各LED顏色的強度。儘管這一方式對環境光不敏感，但是除非為各串分配唯一調製頻率集，它易受來自相鄰LED串的幹擾。儘管已知數字頻率合成技術， 但是它們一般不適合於在要求大量生產和低成本的產品中的微控制器。要求不同頻率用於 各LED串也將使利用LED串的發光設備的安裝和試運轉變得複雜。因此在本領域中需要一種新的用於發光設備的光強控制的方法和裝置。

發明內容
本公開內容涉及用於照明系統中的光強度控制的發明方法和裝置。在本發明的各 種實施例和實施方式中，使用碼分多址(CDMA)修改信號來配置用於驅動一個或者多個光 源的陣列的控制信號。使用不同CDMA修改信號來配置不同控制信號，從而不同地配置來自 不同陣列的光。CDMA修改信號可以用來在來自陣列的光混合時區別用於各陣列的光學特 性。為此，可以根據CDMA修改信號對混合光進行電子濾波以恢復使用該CDMA修改信號來配 置的光的方面。電子濾波器的輸出因此可以基本上與相關聯陣列的輻射通量輸出成比例。 控制器可以使用這一信息作為反饋以調節控制信號。在本發明的實施例中，確定的光學特 性可以例如用於照明系統的反饋控制。一般而言，在一個方面中，提供一種用於生成具有所需光通量和/或色度的光的 發光單元(10)，該發光單元包括一個或者多個光源的一個或者多個第一陣列(20)，適合 於響應於第一驅動電流來生成第一種光，以及一個或者多個光源的一個或者多個第二陣列 (30)，適合於響應於第二驅動電流來生成第二種光；第一電流驅動器(28)，配置成基於第 一控制信號向一個或者多個第一陣列供應第一驅動電流，以及第二電流驅動器(38)，配置 成基於第二控制信號向一個或者多個第二陣列供應第二驅動電流；光學感測器(60)，用於 感測包括第一種光和第二種光的組合的光的部分，該光學感測器配置成生成代表光的感測 器信號；控制器(50)，配置成至少部分地基於所需光通量和/或色度來生成第一控制信號 和第二控制信號，第一控制信號至少部分地根據第一 CDMA修改信號來配置，由此造成至少 部分地根據第一 CDMA修改信號來調製第一種光；以及電子CDMA濾波器(24)，配置成基於 第一 CDMA修改信號對感測器信號進行電子濾波，由此確定第一種光的用於向控制器反饋 的一個或者多個光學特性；由此向控制器提供反饋以有助於生成具有所需光通量和/色度 的光。在另一方面中，提供一種用於生成具有所需光通量和/或色度的光的方法，該光 包括來自第一光源的第一種光和來自第二光源的第二種光，該方法包括以下步驟生成各 自至少部分地基於所需光通量和/或色度的第一驅動電流和第二驅動電流，該第一驅動電 流還至少部分地根據第一 CDMA修改信號來配置；分別根據第一驅動電流和第二驅動電流 來驅動第一光源和第二光源，由此造成至少部分地根據第一 CDMA修改信號來調製第一種 光；生成代表光的感測器信號；並且基於第一 CDMA修改信號對感測器信號進行濾波，由此 在生成新的第一驅動電流和新的第二驅動電流時確定第一種光的用於反饋的一個或者多 個光學特性。在另一方面中，提供一種包括計算機可讀介質的電腦程式產品，該計算機可讀 介質具有記錄於其上的語句和指令，這些語句和指令用於由處理器執行以實現生成具有所 需光通量和/或色度的光的方法，該光包括來自第一光源的第一種光和來自第二光源的第二種光，該方法包括以下步驟生成各自至少部分地基於所需光通量和/或色度的第一驅 動電流和第二驅動電流，該第一驅動電流還至少部分地根據第一 CDMA修改信號來配置；分 別根據第一驅動電流和第二驅動電流來驅動第一光源和第二光源，由此造成至少部分地根 據第一 CDMA修改信號來調製第一種光；生成代表光的感測器信號；並且基於第一 CDMA修 改信號對感測器信號進行濾波，由此在生成新的第一驅動電流和新的第二驅動電流時確定 第一種光的用於反饋的一個或者多個光學特性。如這裡為了本公開內容而使用的那樣，術語「LED」應當理解為包括任何電致發光 二極體或者能夠響應於電信號來生成輻射的其它類型的基於載流子注入/結的系統。因 此，術語LED包括但不限於響應於電流來發射光的各種基於半導體的結構、發光聚合物、有 機發光二極體(OLED)、電致發光帶等。具體而言，術語LED指代可以配置成在紅外光譜、紫 外光譜和可見光譜的各種部分(一般包括從約400納米至約700納米的輻射波長)中的一 個或多個光譜中生成輻射的所有類型的發光二極體(包括半導體和有機發光二極體)。LED 的一些例子包括但不限於各種類型的紅外線LED、紫外線LED、紅色LED、藍色LED、綠色LED、 黃色LED、琥珀色LED、橙色LED和白色LED (下文討論)。也應當理解可以配置LED和/或 控制LED以生成針對給出的光譜(例如窄帶寬、寬帶寬)具有各種帶寬(例如半峰全寬或 者FWHM)和在給出的普通顏色分類內具有多種主導波長的輻射。例如，配置成生成實質上白光(例如白色LED)的LED的一種實施方式可以包括分 別發射如下不同電致發光譜的多個DICE (數字集成電路元件)，這些不同電致發光譜組合 混合以形成實質上白光。在另一實施方式中，白光LED可以與將具有第一光譜的電致發光 轉換成不同第二光譜的磷光體材料相關。在這一實施方式的一個例子中，具有相對短波長 和窄帶寬譜的電致發光「泵浦」磷光體材料，該磷光體材料又輻射具有更寬一些的光譜的更 長波長的輻射。也應當理解術語LED未限制LED的物理和/或電封裝類型。例如，如上文討論的 那樣，LED可以指代單個如下發光器件，該發光器件具有配置成分別發射不同輻射光譜(例 如可以或者不可以個別地可控)的多個DICE。LED也可以與視為LED(例如某些類型的白 色LED)的整體一部分的磷光體相關。一般而言，術語LED可以指代封裝的LED、非封裝的 LED、表面裝配LED、板上晶片LED、T封裝裝配LED、徑向(radial)封裝LED、功率封裝LED、 包括某類套裝和/或光學元件(例如擴散透鏡)的LED等。術語「光源」應當理解為指代多種輻射源中的任何一個或者多個，這些輻射源包括 但不限於基於LED的源(包括如上文限定的一個或者多個LED)、白熾燈源(例如白熾燈、滷 素燈)、螢光源、磷光源、高強度放電源(例如鈉蒸氣、汞蒸氣和金屬滷化物燈)、雷射、其它 類型的電致發光源、熱致發光源(例如火焰)、燭致發光源(例如汽燈罩、碳弧輻射源)、光 致發光源(例如氣態放電源)、使用電子飽和的陰極發光源、化電發光源、晶體發光源、動致 發光源、熱致發光源、摩擦發光源、聲納發光源、輻射發光源和發光聚合物。給出的光源可以被配置成在可見光譜內、在可見光譜以外或者在二者的組合中生 成電磁輻射。因此這裡可互換地使用術語「光」和「輻射」。此外，光源可以包括作為整體部 分的一個或者多個濾波器(例如濾色器)、透鏡或者其它光學部件。也應當理解可以配置光 源用於包括但不限於指示、顯示和/或照明的多種應用。「照明源」是特別地配置成生成具 有充分強度以有效地照射內部或者外部空間的輻射的光源。在本文中，「充分強度」是指為了提供環境照明(即可以間接感知並且可以例如被全部或者部分地感知之前從多種居間 表面中的一個或者多個反射的光)而在空間或者環境中生成的在可見光譜中的充分輻射 功率(單位「流明」常用來按照光功率或者「光通量」代表在所有方向上從光源輸出的全部 光)。術語「光譜」應當理解為指代由一個或者多個光源產生的一個或者多個輻射頻率 (或者波長)。因而，術語「光譜」指代不僅在可見光範圍中的頻率(或者波長)而且在整 個電磁譜的紅外線、紫外線和其它區域中的頻率(或者波長)。給出的光譜也可以具有相對 窄的帶寬(例如具有實質上少數頻率或者波長分量的半峰全寬(FWHM))或者相對寬的帶寬 (具有各種相對強度的若干頻率或者波長分量)。也應當理解給出的光譜可以是兩個或者 更多其它光譜的混合結果(例如混合分別從多個光源發射的輻射)。為了本公開內容，術語「顏色」與術語「光譜」可互換地使用。然而，術語「顏色」 一 般用來主要指代觀察者可感知的輻射性質(儘管這一用法並非將限制這一術語的範圍)。 因而，術語「不同顏色」隱含地指代具有不同波長分量和/或帶寬的多個光譜。也應當理解 術語「顏色」可以與白光和非白光結合使用。術語「色溫」這裡一般與白光結合使用，儘管這一用法並非將限制這一術語的範 圍。色溫實質上指代白光的特定顏色內容或者陰影(微紅、微藍)。常規地根據輻射與所 討論的輻射採樣實質上相同光譜的黑體輻射體的、以開爾文(K)度數為單位的溫度來表徵 所給定的輻射採樣的色溫。黑體輻射體色溫一般落在從約700K度(通常視為可為人眼所 見的第一可見光)到10，000K度以上的範圍；一般在高於1500-2000K度的色溫所感知的白 光。較低色溫一般指示具有更顯著紅色分量或者「更暖感覺」的白光，而較高色溫一般指示 具有更顯著藍色分量或者「更冷感覺」的白光。術語「發光設備」這裡一般用於指代特定造型因素、組裝或者封裝的一個或者多個 發光單元的實施方式或者布置。這裡使用的術語「發光設備」指代包括一個或多個相同或 不同類型的光源的設備。給出的發光單元可以具有用於光源的多種裝配布置、罩體/殼體 布置和形狀和/或電和機械連接配置中的任一個。此外，給出的發光單元可選地與涉及光 源操作的各種其它部件(例如控制電路)關聯(例如包括這些部件、耦合到這些部件和/ 或與這些部件封裝在一起)。「基於LED的發光單元」涉及單獨或者與其它非基於LED的光 源組合的、包括如上文討論的一個或者多個基於LED的光源的發光單元。「多通道」發光單 元涉及包括至少兩個如下光源的基於LED或者非基於LED的發光單元，這些光源配置成分 別生成不同輻射光譜，其中各不同源光譜可以被稱為多通道發光單元的「通道」。術語「控制器」在這裡一般用來描述涉及一個或者多個光源的操作的各種裝置。可 以用多種方式(比如用專用硬體)實施控制器以執行這裡討論的各種功能。「處理器」是運 用一個或者多個如下微處理器的控制器的一個例子，該微處理器可以使用軟體(例如微代 碼)來編程以執行這裡討論的各種功能。可以運用或者不運用處理器來實施控制器，並且 也可以將控制器實施為用於執行一些功能的專用硬體與用於執行其它功能的處理器(例 如一個或者多個編程的微處理器和關聯電路)的組合。可以在本公開內容的各種實施例中 運用的控制器部件的例子包括但不限於常規微處理器、專用集成電路(ASIC)和現場可編 程門陣列(FPGA)。在各種實施方式中，處理器或者控制器可以與一個或者多個存儲介質(這裡一般稱為「存儲器」，例如易失性和非易失性計算機存儲器，比如RAM、PROM、EPROM和EEPR0M、軟盤、緊湊盤、光碟、磁帶等)關聯。在一些實施方式中，可以用一個或者多個如下程序對存儲 介質進行編碼，該程序在一個或者多個處理器和/或控制器上執行時執行這裡討論的至少 一些功能。各種存儲介質可以固定於處理器或者控制器內並且可以是可傳送的，從而存儲 於其上的一個或者多個程序可以加載到處理器或者控制器中以便實施這裡討論的本發明 的各種方面。術語「程序」或者「電腦程式」這裡廣義地用來涉及可以用來對一個或者多 個處理器或者控制器進行編程的任一類計算機代碼(例如軟體或者微代碼)。術語「可尋址」這裡用來指代如下設備(例如一般為光源、發光單元或者設備、與 一個或者多個光源或者發光單元關聯的控制器或者處理器、其它非發光相關器件等)，該設 備配置成接收去往包括它本身的多個設備的信息(例如數據)並且對去往它的特定信息有 選擇地做出響應。術語「可尋址」常與其中經由某些通信介質將多個設備耦合在一起的聯 網環境(或者「網絡」，下文進一步討論)結合使用。在一種網絡實施方式中，耦合到網絡的 一個或者多個設備可以適於作為如下控制器，該控制器用於耦合到網絡的一個或者多個其 它設備(例如有主/從關係)。在另一實施方式中，聯網環境可以包括配置成對耦合到網絡 的一個或者多個設備進行控制的一個或者多個專用控制器。一般而言，耦合到網絡的多個 設備各自可以有權訪問存在於通信介質上的數據；然而，給出的設備可以是「可尋址」，因為 它配置成例如基於向它分配的一個或者多個特定標識符(例如「地址」)來與連接到網絡的 一個或者多個其它設備有選擇地交互數據(即從這些其它設備接收數據和/或向這些其它 設備發送數據)。如這裡所用的術語「網絡」涉及兩個或者更多設備(包括控制器或者處理器)的 任何如下互連，該互連有助於在任何兩個或者更多設備之間和/或在耦合到網絡的多個設 備之間傳送信息(例如用於設備控制、數據存儲、數據交換等)。如應當容易理解的那樣，適 合於互連多個設備的各種網絡實施方式可以包括多種網絡拓撲中的任一個並且運用多種 通信協議中的任一個。此外，在根據本公開內容的各種網絡中，在兩個設備之間的任一連接 可以代表在兩個系統之間的專用連接或者代之以非專用連接。除了運送去往兩個設備的信 息之外，這樣的非專用連接可以運送未必去往兩個設備中的任一設備的信息(例如開放式 網絡連接)。另外應當容易理解，如這裡討論的各種設備網絡可以運用一個或者多個無線、 有線/線纜和/或光纖鏈路以有助於在整個網絡內的信息傳送。如這裡所用的術語「用戶接口」涉及在人類用戶或者操作者與一個或者多個設備 之間的如下接口，該接口在用戶與一個或者多個設備之間實現通信。可以在本公開內容的 各種實施方式中運用的用戶接口的例子包括但不限於開關、電位計、按鈕、轉盤、滑塊、鼠 標、鍵盤、鍵區、各種類型的遊戲控制器(例如操縱杆)、跟蹤球、顯示屏、各種類型的圖形用 戶接口(GUI)、觸屏、麥克風或者可以接收某一形式的由人類生成的刺激並且響應於此來生 成信號的其它類型的感測器。術語「光學感測器」用來定義如下光學器件，該器件具有響應於入射光的特性(比 如它的光通量或者輻射通量)的可測量感測器參數。術語「寬帶光學感測器」用來定義對寬 波長範圍(如例如可見光譜)內的光具有響應的光學感測器。術語「窄帶光學感測器」用 來定義對窄波長範圍(如例如可見光譜的紅色區域)內的光具有響應的光學感測器。術語「色度」用來根據北美照明工程協會的標準來定義感知的光色印象。術語「光通量」用來根據北美照明工程協會的標準來定義光源發射的可見光的瞬時數量。術語「光 譜輻射通量」用來根據北美照明工程協會的標準來定義光源在指定波長發射的電磁功率的 瞬時量。術語「光譜輻射功率分布」用來定義光源在波長範圍(如例如可見光譜)內發射 的光譜輻射通量的分布。術語「輻射通量」用來定義光源在指定波長範圍內發射的光譜輻 射通量之和。應當理解將前述概念和下文具體討論的附加概念(假如這樣的概念未互不一致) 的所有組合設想為這裡公開的發明主題內容的部分。具體而言，將出現於本公開內容所附 權利要求的要求保護的主題內容的所有組合設想為這裡公開的發明主題內容的部分。也應 當理解也可以在通過參考結合的任何公開內容中出現的這裡明確運用的術語應當賦予以 與這裡公開的特定概念最一致的含義。


在附圖中，相似標號一般貫穿不同附圖指代相同部分。附圖也未必按比例繪製而 代之以一般著重於圖示本發明的原理。圖1圖示了根據本發明一個實施例的照明系統的框圖。圖2示意地圖示了根據本發明一個實施例的兩個發光體的設置。圖3圖示了根據本發明一個實施例的代表正交CDMA修改代碼的四個波形的例子。圖4圖示了根據本發明一個實施例的使用CDMA的二進位數據編碼的例子。圖5圖示了根據本發明一個實施例的具有疊加的脈寬調製(PWM)驅動電流信號和 頻率濾波後的驅動電流信號的信號圖。圖6圖示了根據本發明一個實施例的照明系統的框圖。圖7圖示了根據本發明一個實施例的CDMA發送與順序數據發送的例子比較。
具體實施方式

測量照明系統中的對混合光有貢獻的不同光源的方面可以用於反饋和控制目的。 然而對區別來自組成光源的光這一問題的常規方式常常複雜或者在一些情況下不充分。這 裡提出的解決方案涉及到使用CDMA修改信號來控制各光源，該CDMA修改信號提供對來自 對混合光有貢獻的各光源的光的特性進行區別。出於這一目的，可以使用基於用於各光源 的CDMA修改信號來配置的CDMA濾波器和光學感測器。通過向CDMA濾波器提供用於控制 對應光源的相同CDMA修改代碼或者信號，可以將CDMA濾波器配置成對來自基本上一個光 源的光進行區別。更一般而言，申請人已經認識和理解使用擴頻和/或多址通信技術以配置來自不 同光源的光從而經由基於時間或者基於序列的濾波有可能對混合光中的發光分量的特性 進行區別將是有益的。鑑於前述，本發明的各種實施例和實施方式涉及用於發光單元的光學反饋控制系 統的方法和裝置，其中使用對於各顏色而言不同的CDMA修改信號來獨立地配置用於與特 定顏色對應的一個或者多個光源的各陣列的控制信號。配置成對這些CDMA修改信號做出 響應以恢復與光源的輻射通量有關的信息的電子CDMA濾波器用來根據例如由一個或者多 個寬帶光學感測器收集的混合輻射通量輸出的樣本來對不同光源顏色中的各光源顏色對應的輻射通量進行區別。個體電子CDMA濾波器的輸出可以與關聯顏色的光源的輻射通量 或者峰值輻射通量輸出基本上直接成比例。這一信息可以隨後與輸出信號的所需光通量和 色度一起由控制器用來為發光單元的不同光源陣列生成後續控制信號。在本發明的各種實施例中，由於用於各顏色的CDMA修改信號基本上獨立於它的 光譜輻射功率分布，所以濾波器的輸出信號基本上不受由不同顏色的光源發射的輻射通量 的光譜功率分布重疊所影響。根據本發明多個實施例的一種照明系統由多個發光單元形成。使用只要存在發光 單元之間的幹涉可能時對於各光源陣列和各發光單元而言均不同的CDMA修改信號來獨立 地配置特定發光單元中的各光源陣列。電子CDMA濾波器配置成對這些CDMA修改信號做出 響應以恢復與一個或者多個光源的輻射通量有關的信息並且由此根據來自寬帶光學感測 器收集的混合輻射通量輸出的樣本對各發光單元的不同光源顏色中的各光源顏色對應的 輻射通量進行區別。個體CDMA濾波器的輸出可以與光源，其關聯於顏色，和發光單元的輻 射通量輸出基本上直接成比例。這一信息可以隨後與來自各發光單元的發射光的所需光通 量和色度一起由該發光單元中的控制系統用來經由光學反饋為各光源顏色生成後續控制 信號。在本發明的一個實施例中，一種用於感測光並且用於處理感測的信號的充分感測 器和信號處理系統可以包括寬帶光學感測器和用於為不同顏色的光源發射的光確定調製 強度和平均連續強度的預定數目的電子CDMA濾波器。該光學感測器和信號處理系統可以 包括以無源或者有源模擬或者數字、離散時間(採樣)或者連續時間、線性或者非線性、無 限衝激響應(IIR)類型或者有限衝激響應(FIR型)模擬、數字子系統或者將容易為本領域 技術人員所理解的類型。在本發明的一個實施例中，可以使用模擬電路濾波和數字濾波之 一或者其組合來進行對來自光學感測器的光學信號的電子濾波。可以使用CDMA修改信號來調節光源的驅動電流。例如，CDMA修改信號可以在所 有時間或者按預定時間間隔期間疊加於其它驅動電流源上，或者CDMA修改信號可以與其 它驅動電流源交織。所述其它驅動電流源可以例如是用於為了照明目的而控制光源的光強 度的驅動電流。可以選擇用於各顏色並且可選地用於各發光單元的CDMA修改信號的波形 以避免所不希望的光照效果。可以向驅動電流持續地或者間歇地施加CDMA修改信號。在 一個實施例中，為了提高信噪比，CDMA修改信號在短脈衝串中的間歇施加可以允許CDMA修 改信號具有高幅度而無所不希望的效果如明顯閃爍，而低幅度可以允許在更長時段內的調 制或者連續調製。當充分地調製光源驅動電流時，可以進行輻射通量輸出測量而未必依次有選擇地 接通或者關斷不同顏色的光源。因而，控制器可以檢測和補償例如紅色光源、綠色光源和藍 色光源的輻射通量輸出中的相對於所需光通量和色度的偏差。不同顏色的光源的測量輻射 通量基本上獨立於光源中心波長的實際上相關移位。因此儘管光源結溫度的改變可能改變 驅動電流與輻射通量輸出之比，但是光源中心波長發射的隨之改變通常未影響對不同顏色 的光源的輻射通量輸出的測量。在本發明的一個實施例中，一種發光單元可以配置成使得在操作條件之下一個或 者多個感測器接收實際上僅源於該發光單元的光。取而代之，該發光單元可以配置成使得 在操作條件之下它的一個或者多個感測器也可以接收實際上相關數量的環境光，比如來自其它發光單元(如例如來自附近第二發光單元)的光。該發光單元也可以配置成使得它的 感測器實際上主要接收光的如下部分，它提供對對象的照射並且該部分的光向一個或者多 個感測器反射。這可以例如用來控制如下基於多色光源的發光單元，該發光單元配置成混 合不同顏色的光並且僅在與發光單元相距預定距離處提供所需照明圖案。在本發明的多個實施例中，一個或者多個發光單元包括一個或者多個類似光源的 陣列。在這一配置中，光源可以通常為相同單色波長，或者光源可以是包含發光材料如例如 某些磷光體材料的白光LED。儘管有環境溫度的改變和/或來自其它光源的可能光幹擾，仍 可維持各發光單元的平均強度基本上恆定。本發明可以類似地應用於光源子陣列的分級布 置。具有光學反饋裝置的發光單元圖1圖示了根據本發明一個實施例的發光單元10的框圖。如圖所示，發光單元10 包括陣列20、30和40，各陣列具有一個或者多個光源22、32和42。在這一實施例中，光源 22,32和42可以在可見光譜的紅色、綠色和藍色區域中生成輻射。本發明的替代實施例可 以具有不同數目的標稱光源顏色或者還包括諸如琥珀色、粉紅色或者白色等其它顏色的光 源。光源22、32和42可以熱連接到共同散熱器或者代之以連接到單獨散熱器(未示出)以 求改進光源22、32和42的某些操作條件的熱管理。該發光單元的實施例可以包括用於交 互混合由不同顏色的光源發射的光的混合光學器件(未示出)。注意當不同顏色的光源發 射充分混合的光時，控制混合光的顏色和強度然後是控制由相同顏色的光源中的各光源提 供的光數量這一問題。因此可以在發光單元的色域限定的顏色範圍內控制混合光的顏色， 其中色域由受制於可實現的操作條件的發光單元內的不同顏色的光源限定。繼續參照圖1，電流驅動器28、38和48分別耦合到陣列20、30和40並且配置成向 陣列20、30和40中的紅色光源22、綠色光源32和藍色光源42單獨地供應電流。耦合到 電流驅動器28、38和48的電源54可以提供電功率。電流驅動器28、38和48控制向光源 22,32和42供應的驅動電流數量並且因此控制由光源22、32和42發射的光量。電流驅動 器28、38和48配置成單獨地調整向各陣列20、30和40的電流供應以控制組合的混合光的 光通量和色度。在一個實施例中，電流驅動器28、38和48提供用於控制紅色光源22、綠色光源32 和藍色光源42的組合發射光的光通量和色度的脈衝驅動電流，例如脈寬調製(PWM)、脈碼 調製(PCM)或者偽隨機脈碼調製驅動電流。對於受PffM控制的光源，經過光源22、32或者 42的平均驅動電流與PWM控制信號的佔空比因子成比例。因此有可能分別通過調節用於各 陣列20、30和40的佔空比因子來控制由光源22、32或者42生成的光數量。紅色光源22、 綠色光源32或藍色光源42的調光影響發光單元的混合輻射通量輸出。電流驅動器可以是 電流調整器、開關或者如將為本領域技術人員所知的其它類似器件。本領域技術人員員將 容易理解用於控制光源的激活的替代控制技術。本領域技術人員將容易認識在本發明的實施例中可以將控制器生成的PWM、PCM 或者偽隨機PCM控制信號實施為在計算機可讀介質上的具有用於確定PWM、PCM或者偽隨機 PCM控制信號序列的指令的計算機軟體或者固件。在一個實施例中，電流驅動器28、38和48提供用於控制紅色光源22、綠色光源32 和藍色光源42的組合發射光的光通量和色度的調幅驅動電流。對於調幅系統，有可能分別通過調節向各陣列20、30和40提供的電流量來控制由光源22、32或者42生成的光數量。 紅色光源22、綠色光源32或者藍色光源42的光量影響發光單元的混合輻射通量輸出。電 流驅動器可以是電流調整器、開關或者如將為本領域技術人員所知的其它類似器件。本領 域技術人員將容易理解用於控制光源的激活的替代控制技術。電流感測器29、39和49可以耦合到電流驅動器28、38和48的輸出以便持續地感 測向陣列20、30和40供應的驅動電流。電流感測器29、39和49可以運用固定電阻器、可 變電阻器、電感器、霍爾效應電流感測器或者具有已知電壓-電流關係並且可以提供驅動 電流的充分準確指示的其它元件。在一些實施例中，向陣列20、30和40供應的瞬時前向電流由可以向耦合到控制器 50的信號處理系統52傳達感測的信號的電流感測器29、39和49測量。信號處理系統52 可以預處理來自感測器29、39和49的驅動電流信號並且向控制器50提供相應信息。信號 處理系統52可以包括模數(A/D)轉換器、放大器、濾波器、微處理器、信號處理器或者將容 易為本領域技術人員所理解的其它信號處理設備。根據本發明的實施例，控制器和信號處 理系統的功能可以存在於相同計算設備內或者代之以可以由操作連接的單獨計算設備提 {共。在一個實施例中，向控制器50直接轉發(未示出)來自電流感測器29、39和49 的輸出信號以供處理。在一個實施例中，用於各陣列20、30或者40的峰值前向電流可以固 定成預設值以避免測量在給定時間向陣列20、30和40供應的瞬時前向電流。控制器50耦合到電流驅動器28、38和48。控制器50配置成通過單獨地調節各電 流驅動器28、38和48的幅度、佔空比或者幅度和佔空比來獨立地調節各平均前向電流。向 一個或者多個電流驅動器提供的一個或者多個這些信號中的各信號各自使用獨立CDMA修 改信號來修改。電流驅動器28、38和48可以供應如下電流，該電流為CDMA修改信號和比如用來 控制光強度的調幅、PWM、PCM或者偽隨機PCM驅動電流的疊加。例如，CDMA修改信號可以 造成輸出光的如下變化，這些變化與輸出光的由於與強度有關的驅動電流控制所致的其它 變化的時標明顯不同。電子濾波然後還可以包括用於隔離由CDMA修改信號引起的光波動 的帶通濾波。取而代之，可以例如在與強度有關的驅動電流控制的其它方面處於基本上恆 定預定水平時的時間以非連續方式施加CDMA修改信號。電子濾波然後還可以包括與CDMA 修改信號的施加同步的選通採樣以便恢復CDMA修改信號。本領域技術人員將理解其它用 於疊加CDMA修改信號使得它可以由電子CDMA濾波器可以充分地區別的方法。在一個實施例中，電流驅動器28、38和48供應如下電流，該電流在時間上交替地 為CDMA修改信號和比如用來控制光強度的調幅、PWM、PCM或者偽隨機PCM驅動電流。也就 是說，CDMA修改信號與其它驅動電流交織。在這一和其它實施例中，使用對於各電流驅動器28、38和48而言不同的CDMA修 改代碼來生成各CDMA修改信號。控制信號分別確定向紅色光源22、綠色光源32和藍色光 源42供應的由電流驅動器28、38和48生成的電流。希望用於控制由光源發射的光的按時 間平均的數量的驅動電流變化足夠快以避免可感知的閃爍。發光單元10還包括用於感測發射的光的寬帶光學感測器60。光學感測器60的輸 出耦合到電子CDMA濾波器24、34和44的輸入。電子CDMA濾波器24、34和44可以配置成基於施加的CDMA修改信號通過來自寬帶光學感測器收集的混合輻射通量輸出的樣本對各發光單元的不同光源顏色中的各光源顏色對應的輻射通量進行區別。在一個實施例中，使 用分別用來生成在電流驅動器28、38和48施加的CDMA修改信號的相同CDMA修改代碼將 電子CDMA濾波器24、34和44中的各電子CDMA濾波器配置用於這一目的。
電子CDMA濾波器可以配置成使得控制器50可以控制它們的響應度，例如控制器 可以指定在各感測器用來處理來自光學感測器的輸出的CDMA修改代碼。光學感測器60提 供如下信號，該信號代表發射的光的混合輻射通量輸出。光學感測器60可以響應於由紅色 光源22、綠色光源32和藍色光源42生成的光譜輻射功率分布以便例如監視光源22、32和 42對發光單元的混合輻射通量輸出的貢獻。光學感測器可以是光電晶體、光感測器集成電 路、充分配置的LED或者具有光學濾波器的矽光電二極體等。 在本發明的一個實施例中，光學感測器是矽光電二極體，具有光學濾波器，其對可 見光譜內的光譜輻射通量具有基本上恆定的響應度。使用光學濾波矽光電二極體的優點在 於這一配置無需多層幹涉濾波器。因而這一光學感測器格式無需基本上校準的光。根據本 發明的實施例，用於激活光源的控制信號由控制器50用如下CDMA修改信號來獨立地修改， 該CDMA修改信號對於不同顏色光源而言不同並且可以配置成不同於另一發光單元使用的 CDMA修改信號。在本發明的另一實施例中，代表在光學感測器60上入射的輻射通量的光學信號 可以用與光學感測器關聯的放大器電路來電子預處理，或者它可以由控制器50中的模擬 或者數字裝置處理。在一個實施例中，用戶接口 56操作地耦合到控制器50以從發光單元的用戶獲得 輸出光的光通量輸出和色度的希望值。取而代之，發光單元可以具有與之關聯的存儲器 (例如操作地耦合到控制器的存儲器)中存儲的輸出光的預定光通量輸出值和色度值。可以不同地配置適合於直接照明應用的發光單元實施例。在這一情況下，光學系 統的視野可以包括例如包括人的動態或者活動對象。動態對象可以根據視野的大小來佔據 整個視野的不同部分。在這樣的情形中，發光單元的控制器可能需要用於分離感測的反射 光的由活動對象引起的改變與感測的反射光的由入射光的改變引起的改變的裝置。因此， 本發明的某些實施例可以具有可以校準成僅對慢速感測器信號改變(例如由光源的老化 引起的)做出響應而忽略秒或者分鐘時標級的改變的控制器。在一個實施例中，CDMA修改信號對於不同發光設備而言充分地不同。圖2示意地 圖示了根據本發明一個實施例的包括發光設備11和發光設備12的照明系統，各發光設備 包括發光單元。發光設備U和發光設備12發射的光可以如箭頭13所示從表面朝向發光單 元反射回，從而源於一個發光設備的光到達另一發光設備的一個或者多個感測器或者反之 亦然。這可能潛在地引起對相應發光設備的光學反饋系統的幹擾。在本發明的一個實施例 中，與發光設備U關聯的發光單元使用與在關聯於發光設備12的發光單元中使用的CDMA 修改信號、cg2和cb2充分地不同的CDMA修改信號Cri、Cgl和Cbl。這使各發光單元能夠對 它生成的光與另一發光單元生成的光進行區別。例如，如果00嫩修改信號(^、(^、(^、(^、 Cg2和Cb2都使用基本上相互正交的CDMA修改代碼來生成或者使用具有希望的自相關和互 相關性質的其它CDMA修改代碼來生成，則電子CDMA濾波器可以配置成充分地對來自發光 設備11和12的不同光進行區別。
CDMA修改信號在本發明的實施例中，驅動光源的控制信號或者電流由控制器用如下CDMA修改 信號來獨立地修改，該CDMA修改信號對於各顏色的光源(例如紅色光源、綠色光源和藍色 光源)而言充分地不同並且可選地也對於照明系統的各發光單元而言充分地不同。例如， 可以用針對各顏色的不同CDMA修改信號修改用於紅色光源、綠色光源和藍色光源的相應 調幅、PWM, PCM或者偽隨機PCM控制信號或者電流中的各控制信號或者電流。CDMA修改信號可以在各PWM或者PCM周期開始或者結束時作為切換的二進位信號 來發送。在又一實施例中，CDMA修改信號的幅度與PWM或者PCM信號的幅度相同或者與其 有預定比例。在一個實施例中，CDMA修改信號與其它控制信號(例如調幅驅動電流)疊加 或者交織。CDMA修改信號的幅度可以與所述其它控制信號的幅度有預定固定比例。在本發明的各種實施例中，控制器確定何時和按照多少來調製向各光源進行供應 的驅動電流。例如對於光源受PWM控制的實施例，可以在PWM脈衝的每個接通部分期間調 制驅動電流。取而代之，根據預定調度來選擇的僅某些接通部分可以攜帶調製信號。例如， 調製的驅動電流比例可以配置成實現充分信噪比。CDMA修改代碼的選擇可以使用正交或者低度互相關的CDMA修改代碼來生成充分不同的CDMA修改信 號。在又一實施例中，CDMA修改代碼也具有低度自相關。可以從多個類型的符號序列如沃 爾什_哈德曼序列、巴克序列、Katsumi序列、黃金序列、戈萊序列和M序列生成適當CDMA修 改代碼的集合。通常將這樣的序列表示為包括符號如1和-1的列表。當提及使用某個序 列來生成的CDMA修改代碼時，序列名稱也用作代碼名稱，例如黃金代碼為使用黃金序列來 生成的CDMA修改代碼。在一個實施例中，如果CDMA修改信號正交則其充分地不同。CDMA修改信號的正 交性對應於用來生成它們的序列的性質。例如，兩個信號如果它們的生成序列的內積為零 則可以正交。生成⑶MA修改信號的CDMA修改代碼可以類似地被視為正交。在另一實施例 中，CDMA修改信號即使它們未正交仍可以充分地不同。非正交序列如黃金序列具有可以在 生成可以由電子CDMA濾波器充分地區別於其疊加的CDMA修改信號時有用的自相關和互相 關性質。例如，CDMA修改信號在它們具有低度自相關這一意義上可以接近正交。可以使用沃爾什-哈德曼方法來生成正交CDMA修改代碼。例如通常對於大於或 者等於零的任何整數k，這一方法可以用來產生被稱為沃爾什_哈德曼函數的2k個符號序 列的集合，其中各沃爾什-哈德曼函數為2k個元素的有序列表或矢量，其中各元素通常由1 或者-1或者更一般地由求和為零的任何兩個數值代表。這樣創建的沃爾什_哈德曼函數 的一個性質在於它們相互正交；例如兩個沃爾什_哈德曼函數的矢量積或者內積乘法產生 結果零。如將為本領域技術人員所理解的那樣，元素的數目k可以根據待使用的不同CDMA 修改代碼的數目以及比如實現所需信噪比或者在CDMA代碼之間進行隔離這樣的要求而變 化。例如，沃爾什-哈德曼方法可以用來通過遞歸一系列的矩陣運算來生成四個CDMA 修改代碼
其中各列代表正交符號序列。例如，如矩陣Η(4)定義如下
1 1Η(4)=1 『 — 『 1 一
且
-1 -1 1在本發明的一個實施例中，可以在固件中生成用於PWM信號的CDMA修改代碼。例 如，沃爾什_哈德曼方法可以用來生成所需數目的CDMA修改代碼。所需數目的CDMA修改 代碼對應於在發光單元內使用的不同顏色的光源的數目、獨立控制的光源陣列的數目或者 如將為本領域技術人員容易理解的其它判據。在本發明的實施例中可以預配置或者動態地 生成所要求數目和具體CDMA修改代碼。在另一實施例中，有可能使用具有低度自相關性質的偽隨機數(PRN)序列(包括 巴克序列、Katsumi序列、黃金序列、戈萊序列和M序列)而不是使用比如沃爾什-哈德曼 方法生成的正交序列。與這些序列對應的CDMA修改信號未要求在CDMA修改信號生成器與 電子CDMA濾波器之間同步，因而該技術可以稱為異步CDMA。CDMA修改信號的生成通過將包括正交CDMA修改代碼的符號序列中的各符號映射到預指定波形來由該 正交CDMA修改代碼生成正交CDMA修改信號。在一些實施例中，CDMA修改信號包括具有如下逐段恆定電信號的切換式波形，該 逐段恆定電信號的值按預定時間增量來更新。例如，與4符號的沃爾什-哈德曼序列(1，-1， 1，-1)對應的CDMA修改信號可以包括長度為各自具有預定長度的四個周期的切換式電信 號，其中該電信號的值基本上在各時間段之間的邊界處在兩個預指定值之間切換。在又一 實施例中，CDMA修改信號可以包括按預定時間間隔在基本上零值與預定正值之間切換的切 換式波形，其中該預定正值基本上等於與驅動光源關聯的另一控制信號如PWM或者PCM信 號的峰值。在其它實施例中，CDMA修改信號包括具有如下周期信號的相移鍵控波形，該周期 信號的相位按預定時間增量取決於CDMA修改代碼中的相繼值。例如，CDMA修改信號可以 是具有第一周期的調製周期方波、矩形波、PWM或者PCM波形或者正弦波。按規則時間間隔 (通常為大於第一周期的間隔)，CDMA修改代碼用來確定周期波形的相位是否應當保持不 變或者相位應當被移位例如90度。例如，4符號的沃爾什-哈德曼序列(1，-1，1，-1)可以 造成在第二和第四時間間隔期間施加相移。本領域技術人員將理解實施相移鍵控系統的細 節(包括諸如正交或者M進位相移鍵控、差分相移鍵控等變化)包括CDMA修改信號的各時間段的長度可以按預指定或者隨機方式變化。出於這 一目的，實施為具有反饋的移位寄存器的線性同餘數生成器可以用來生成偽隨機定時序 列。在時間上變化包括CDMA修改信號的時間段的優點在於可以減少由於噪聲、環境光或者 其它CDMA修改信號所致的幹擾。在一個實施例中，預指定波形可以在任何時間由控制器指定和改變。例如，波形的預指定或者隨機時段的變化可以受控制器影響。作為另一例子，切換式波形實現的值可以 受控制系統影響。圖3圖示了根據本發明一個實施例使用沃爾什_哈德曼矩陣H(4)來生成的四個 CDMA修改信號的例子。分別針對預定時間間隔將H(4)中的符號1或者-1映射成高或者低
恆定值。例如，將矩陣H(4)的第1列表示為波形710、第2列為波形720、第3列為波形730 和第4列為波形740。圖3中所示波形也可以按任何恆定值來縮放或者與任何恆定值相加， 例如使得CDMA修改信號的較低值基本上等於相關聯的PWM或者PCM信號的「關斷」值，而 CDMA修改信號的較高值基本上等於相同PWM或者PCM信號的「接通」值。在一個實施例中，切換式波形CDMA修改信號具有在光源之間基本上同步的切換 點。如將容易為本領域技術人員所理解的那樣，這一類波形與同步CDMA—致。例如可以按 這一方式同步由比如沃爾什_哈德曼方法生成的正交CDMA修改代碼生成的CDMA修改信 號。在另一實施例中基本上未同步CDMA修改信號。例如，根據異步CDMA來生成的CDMA修 改代碼可以用來生成在光源之間基本上未同步的CDMA修改信號。例如如果各種CDMA修改 信號生成器和電子CDMA濾波器位於基本上不同的單元內，例如如果多個發光設備如圖2中 所示定位從而來自第一發光設備的CDMA修改信號由第二發光設備中的光學感測器檢測或 者當光學感測器必須另外測量從多個LED串輸出的光時可能希望有這一類代碼。在本發明 的一個實施例中，電子CDMA濾波器可以配置成與預定CDMA調製信號自動同步。對CDMA修改信號中的信息進行編碼在本發明的實施例中，各CDMA修改信號可以適於作為用於其與之關聯的一個或 者多個光源的唯一標識符。另外，CDMA修改信號的幅度可以與控制光強度的關聯PWM、PCM 或者調幅信號的幅度成比例。獨立於幅度調整，CDMA修改信號還可以用來如本領域中所知 通過對二進位數據的編碼來發送信息。使用CDMA來發送信息的優點在於可以同時發生若 幹發送。 在一個實施例中，CDMA修改信號可以是按預指定或者隨機時間間隔在兩個或者更 多值之間進行切換的信號。例如，切換式CDMA修改信號的最低值可以基本上等於控制光強 度的關聯PWM或者PCM信號的「關斷」值或者零值，並且CDMA修改信號的最高值可以基本 上等於相同PWM或者PCM信號的「接通」值或者控制光強度的調幅信號的值。
將關於光強度的信息編碼為波形或者值序列的優點在於編碼的信息可以對幅度 變化基本上不敏感並且可以抗禦環境噪聲或者幹擾。圖4圖示了根據本發明一個實施例 的用於由代碼序列生成CDMA修改信號的方法。將CDMA代碼序列910映射成直接波形911 和互補波形912這兩個隨著時間變化的波形。作為直接波形911的例子，由符號1跟隨符 號-1可以獲得在一個時間單位內具有第一值921、繼而在一個時間單位內具有第二值922 的波形。互補波形912倒轉符號到值的映射；在上例中，由符號1跟隨符號-1可以造成在 一個時間單位內具有第二值922、繼而在一個時間單位內具有第一值921的波形。取而代 之，可以通過反轉直接波形來創建互補波形。波形911和912操作地耦合到級聯波形生成 器940，該生成器依次組合波形911和912的副本以生成級聯波形945。此外，代表待發送 的數據的二進位序列930可以操作地耦合到生成器940以調製級聯波形945。例如，二進位 數據符號「零」可以造成選擇直接波形911，並且二進位數據符號「一」可以對應於選擇互補波形912。根據二進位序列930來依次選擇波形911和912造成級聯波形945。取而代之， 如果無二進位數據待發送，則可以使用與提供任意二進位序列930(比如全為二進位「零」 的序列)等效的實施方式。提供級聯波形945作為向接口單元950的輸入，該接口單元有 選擇地施加該波形或者其修改版本作為向光源960供應的電流的部分955。這一部分955 的電流與級聯波形成比例地隨時間變化。也可以存在例如與電流部分955同時或者交織的 其它電流源956。本領域技術人員將理解與上述方法實質上等效的替代方法可以用來生成 CDMA修改信號。在一個實施例中，如圖5中所示，即使無上文討論的二進位編碼，CDMA修改信號仍 可用來傳達信息。圖5通過與用於兩個光源的正交CDMA修改信號交織的PWM驅動電流信 號和從信號疊加中恢復的CDMA修改信號部分的例子來圖示了信號圖。根據本發明的一個 實施例圖示了包括與一個或者多個光源的第一陣列對應的PWM調製驅動信號105和CDMA 修改信號106的交織信號100以及包括用於一個或者多個光源的第二陣列的PWM調製驅動 信號115和CDMA修改信號116的交織信號110。圖5還圖示了信號100和110的疊加120 以及分別與來自一個或者多個光源的第一陣列的光和來自一個或者多個光源的第二陣列 的光對應的CDMA濾波器輸出200和210的例子，其中由於交織的CDMA修改信號，CDMA濾 波器的輸出在光的接收期間被同步從而輸出信號。通過使用CDMA解碼算法、比如通過將採 樣的感測器輸出或者感測器信號與適當CDMA修改代碼相關來獲得CDMA濾波器輸出200和 210。通過比較CDMA濾波器輸出200和210的幅度與電流驅動信號100和110的幅度來傳 達信息。如果信號200和210與對應光源的光強度有已知比例，則可以由此確定光強度與 驅動電流的比例。向光源施加CDMA修改信號在本發明的一個實施例中，用於激活光源的控制信號由如下PWM信號獨立地控 制，這些PWM信號包含用於不同顏色的光源並且可選地用於照明系統的不同發光單元的不 同CDMA修改信號或者與之交織。例如根據本發明的一個實施例，PWM信號和CDMA修改信 號可以由如圖6中所示控制系統700修改或者選擇。例如可以針對紅色光源535選擇CDMA 修改信號cl，可以針對綠色光源540選擇CDMA修改信號c2，並且可以針對藍色光源545選 擇CDMA修改信號cn。例如，控制系統700可以生成不同PWM控制信號，其中不同PWM控制信號用於一個 或者更多發光元件的各群或者陣列，其中各PWM控制信號與關聯於一個或者多個光源的各 群或者陣列的獨立CDMA修改信號交織。具體而言，向CDMA修改器505、510和515提供所 需不同PWM控制信號，這些⑶MA修改器又向光源驅動器520、525和530提供用於激活光源 535、540和545的信號。在一個實施例中，CDMA修改信號可以與PCM —樣在各PCM周期內按任何順序與偽 隨機PCM、PWM、或者PCM調製驅動電流信號交織。取而代之，CDMA修改信號可以在所有時間 或者在預指定時間間隔期間疊加於PWM、PCM、偽隨機PCM或者AM調製驅動電流信號上。在 一個實施例中，CDMA修改信號可以根據預定或者隨機序列來與驅動電流交織。對於PWM、PCM和偽隨機PCM調製，CDMA修改信號的發送也可以分布於多個周期內。 除了降低LED驅動控制器的計算負擔，這也實現使用更長CDMA修改信號或者通過更長CDMA 修改代碼來生成的CDMA修改信號以支持更多LED通道。
光學感測器信號的電子CDMA濾波在一個實施例中，通過使用CDMA解碼算法處理感測器信號來實現基於從感測混 合光的單個寬帶光學感測器獲得的單個感測器信號來準確地評估來自不同調製的光源的 輻射通量貢獻。對於將針對其評估輻射通量貢獻的各一個或者多個不同調製的光源，在處 理光學感測器信號時使用適當CDMA符號矢量或者調製代碼以恢復該一個或者多個光源的 輻射通量貢獻。對於在操作條件範圍內具有充分線性響應度的光學感測器，感測器輸出信 號可以與包括來自光源的光的輸入信號直接成比例。如果出於實用目的，感測器的響應度 未充分地線性而仍然將輸出和輸入信號明確地相關，則可以將該相關線性化，這可以例如 由信號處理系統或者控制器進行。在一個實施例中，可以在固件中數字地實施CDMA濾波器。在一個實施例中，疊加 於不同光源的驅動電流上的CDMA修改信號造成調製由光學感測器測量的混合光的輻射通 量。將輻射通量和光學感測器的輸出部分地調製為不同光源的CDMA修改信號的疊加。對 調製後的信號的數字濾波包括例如通過採樣將感測器輸出表示為序列或者矢量，其中矢量 的各分量與按照與CDMA修改信號的預定時間增量基本上同步的時間增量而更新的預定時 間間隔內的混合光的輻射通量或者感測器輸出的量值、相位或者其它方面成比例。代表感 測器輸出的矢量為與用來生成電子CDMA濾波器與之對應的光源的CDMA修改信號的CDMA 修改代碼如沃爾什_哈德曼序列相乘或者相關的矢積或者內積。能夠將感測器信號轉換成 矢量並且進行所需內積運算的數字和模擬電路廣泛地可用並且容易為本領域技術人員所 理解。具有充分高採樣率的恰當配置的電子CDMA濾波器可以快速地和高效地消除在來 自不同顏色的光源的光之間的串擾。這可以提高光學反饋迴路的響應度。在本發明的一個實施例中，電子CDMA濾波器可以用來通過在所需CDMA修改信號 的預計接收時間對一個或者多個光學感測器的輸出進行採樣來檢測所需CDMA修改信號。 例如，這一配置在CDMA修改信號的時間間隔變化時是有用的。在一些實施例中，也向對應電子CDMA濾波器提供在用於一個或者多個光源的對 應陣列的控制信號的配置中使用的各CDMA修改信號。CDMA濾波器通過例如由一個或者多 個寬帶光學感測器收集的混合輻射通量輸出的樣本對一個或者多個光源的對應陣列的輻 射通量進行區別。可以直接地或者通過為CDMA濾波器提供查找值或者索引值來提供代碼。在一個實施例中並且進一步參照圖6，光學感測器550的輸出耦合到包括光學感 測器信號放大器555的信號處理系統600，其中這一信號隨後由信號分路器模塊560進行分 路以便向電子CDMA濾波器565、570和575的輸入發送。例如，這些電子CDMA濾波器可以 被配置成如將容易為本領域技術人員所理解的那樣允許與一個或者多個所需CDMA修改代 碼對應的信號通過而拒絕所有其它信號。電子CDMA濾波器565、570和575配置成對應於 用於修改光源驅動電流的PWM信號的CDMA修改代碼。例如，如果分別用具有CDMA修改代 碼x、y和ζ的PWM信號修改用於紅色光源535、綠色光源540和藍色光源545的驅動電流， 則電子CDMA濾波器565、570和575選擇成分別對應於CDMA修改代碼x、y和z。CDMA修改 代碼χ、y和ζ可以分別與關於紅色光源535、綠色光源540和藍色光源545的輻射通量輸 出的信息關聯。因而，在個體電子CDMA濾波器565、570和575的輸出的所得信號將分別與 紅色光源535、綠色光源540和藍色光源545的輻射通量輸出直接成比例。
電子CDMA濾波器565、570和575的輸出耦合到控制器595。基於來自電子CDMA 濾波器565、570和575的用於各光源顏色的輻射通量輸出值，控制器595可以補償和調節 用於紅色光源535、綠色光源540和藍色光源545的驅動電流的量以便將輸出光的光通量和 色度維持於所需水平。仍然參照圖6，電子CDMA濾波器565、670和575的輸出可以在向控制系統700的 控制器595發送收集的信息之前操作地耦合到單獨信號調控器580、585和590。處理電子CDMA濾波器數據可以通過處理來自電子CDMA濾波器的數據來恢復在電子CDMA濾波器被調諧至的 CDMA修改信號中編碼的信息。恢復的信息可以用於反饋目的。在一個實施例中，如將為本 領域技術人員所理解的那樣，通過將採樣的感測器輸出或感測器信號與用來生成CDMA修 改信號的CDMA修改代碼相關，來對CDMA修改信號中編碼的二進位數據進行解碼。代表感 測器輸出的矢量與代表CDMA修改代碼之一的矢量的內積可以用來調製光源之一(其返回 如下數值，該數值可以被處理以恢復由所述CDMA修改代碼調製的光源的輻射通量強度)。 例如，如果用來為所選發光生成CDMA修改信號的CDMA修改代碼為k個符號的沃爾什-哈 德曼序列並且向電子CDMA濾波器提供相同CDMA修改代碼，則As = AE/k(2)其中As為與所選光源對應的CDMA修改信號如它在該光源的輻射通量中出現時的 幅度，並且K為電子CDMA濾波器提供的值。例如，Ak可以是通過將k位CDMA修改代碼與從 光學感測器採樣的長度為k的相繼值序列相乘的矢量或者內積來獲得的數值序列的幅度。雖然等式(2)可能未必或者準確地應用於任意偽隨機數(PRN)序列，但是有可能 通過如將為本領域技術人員所知的各種信號處理方法來恢復發送的信號幅度。雖然可以有 可能在LED通道之間視所選序列自相關性質而定的一些少量串擾，但是仍有可能在發送與 解碼的信號幅度之間建立有用而魯棒的相關。在本發明的另一實施例中，可以用峰值檢測器放大器對各CDMA濾波器的輸出進 行採樣以確定用於關聯顏色的瞬時輻射通量輸出。各CDMA濾波器的輸出也可以受到藉助 低通濾波器的進一步低通濾波以確定用於各顏色的按時間平均的輻射通量輸出或者藉助 預測濾波器如卡爾曼濾波器的進一步濾波以預測發射的光的輻射通量的短期改變。作為示例例子，考慮分別具有兩位正交CDMA修改代碼CA= (1,-1)和CB = (1,1) 的兩個光源A和B。元件A可以配置成發送任意二進位數據，例如二進位數據(1，0，1，1)。 元件B可以類似地配置成發送任意二進位如二進位數據(0，0，1，1)。對於元件A，CDMA修 改信號的生成可以包括如果二進位數據的各位為1則將該位編碼為CA而如果該位為0則 編碼為-CA。這將造成與元件A的數據對應的符號序列(1，-1，-1，1，1，-1，1，-1)。對於元 件B，CDMA修改信號的生成可以包括如果二進位數據的各位為1則將該位編碼為CB而如果 該位為0則編碼為-CB。這將造成與元件B的數據對應的符號序列(-1，-1，-1，-1，1，1，1， 1)。各符號序列可以映射成將由光源發送的CDMA修改信號。例如，該映射可以包括響應於 符號元素1在對應光源A或者B中在預指定時間段內提供第一電流幅度並且響應於符號元 素-1在對應光源A或者B中在預指定時間段內提供第二電流幅度。例如，第一電流幅度可 以對於光源A為IA個電流單位並且對於光源B為IB個電流單位，而第二電流幅度可以對 於兩個光源均為零。這些值可以與CDMA修改信號與之交織的PWM信號的值基本上相同。
繼續上例，經由光源A和B對CDMA修改信號的同步發送可以造成由一個或者多個 光學感測器感測的並且作為電信號輸出的強度定期變化的混合光。配置成分別從光源A和 B接收CDMA修改信號的電子CDMA濾波器A和B可以對一個或者多個光學感測器的輸出進 行採樣從而將採樣轉換成模擬或者數字值序列。例如，在光源A的符號元素1可以對應於 在各電子CDMA濾波器的採樣值的3個單位的貢獻，而在光源A的符號元素-1可以對應於1 個單位的貢獻。在光源B的符號元素1可以對應於在各電子CDMA濾波器的採樣值的5個 單位的貢獻，而在光源B的符號元素-1可以對應於2個單位的貢獻。這些值僅為了示例並 且可以代之以是其它實數值，這些值代表來自一個或者多個光學感測器的輸出單位。在這 一例子中，各電子CDMA濾波器將見到與光源A和B的採樣值的附加貢獻對應的採樣值序列 (5，3，3，5，8，6，8，6)。如果存在環境光，則對環境光的感測可以對應於將恆定值與這一採樣 值序列相加。為了對在各電子CDMA濾波器的採樣值進行解碼，各對順序採樣值可以是與調 制代碼CA和CB相乘的矢積或者內積。例如，電子CDMA濾波器A可以將(1，-1)與(5，3)、 (3，5)、(8，6)和(8,6)矢量相乘以獲得序列(2，-2，2，2)，而電子CDMA濾波器B可以將(1， 1)與(5，3)、(3，5)、(8，6)和(8,6)矢量相乘以獲得序列(8,8,14,14) 0通過將所得序列中 的高值映射成「 1，，位而低值映射成「0」位，可以恢復原二進位數據。這一方法對造成恆定 或者慢變值與採樣值相加的環境光不敏感。在本發明的一個實施例中，幅度確定方法(比如與等式(2)對應的方法)可以同 時用來確定各CDMA修改信號的幅度。可以與作為波形或者值序列編碼到CDMA修改信號中 的其它信息獨立地應用這一方法。為了舉例說明，關於上例，來自光源A的光在各電子CDMA 濾波器造成3個單位和1個單位採樣值的最大和最小貢獻，由此包括峰峰幅度為AS = 2個 單位的切換式波形。也在上例中，來自光源B的光在各電子CDMA濾波器造成5個單位和 2個單位採樣值的最大和最小貢獻，由此包括峰峰幅度為AS = 3個單位的切換式波形。由 於光的混合，所以可能沒有可能在CDMA濾波之前區別這些幅度值。然而，可以根據各電子 CDMA濾波器的輸出序列來導出幅度值。例如，電子CDMA濾波器A輸出序列(2，_2，2，2)的 峰峰幅度AR為AR = 4 ；應用等式(2)產生正確幅度值AS = V2 = 2。類似地，電子CDMA 濾波器B輸出序列(8，8，14，14)的峰峰幅度為AR = 6 ；應用等式⑵產生正確幅度值AS = 6/2 = 3。前例使用峰峰幅度作為它的幅度度量，然而該方法本身可以更通用。如果使用其 它幅度度量，比如峰值幅度、RMS (均方根)幅度或者平均幅度，則類似結果可以成立，只要 相同幅度度量應用於等式⑵的AS和AR。在一個實施例中，與等式(2)對應的幅度確定方法可以用來確定光源的電流轉換 成光的效率。在給出與所選光源對應的光的確定幅度AS、向相同光源供應的用於生成關聯 光的電流以及為了轉化由光源發射的光單位和在向一個或者多個光學感測器的輸入引入 的採樣值單位而需要的任何所需轉換因子或者函數時，可以計算光源的轉換效率。例如如 圖1中所示可以出於這一目的而供應電流感測器。此外，可以供應或者定期地校準在光源 發射的光單位與在向一個或者多個光學感測器的輸入引入的採樣值單位之間的預定轉換 因子或者函數。在另一實施例中，如上所述幅度確定方法可以用來確定在向各光源供應的電流與 在向一個或者多個光學感測器的輸入引入的採樣值單位之間的轉換效率或者在向各光源供應的電流與落在一個或者多個光學感測器上的光量之間的轉換效率。在一個實施例中，對轉換效率的確定可以基於如下假設一個或者多個線性或者 非線性傳遞函數描述多個方面，比如電流轉換成發射的光、發射的光轉換成感測的光或者 感測的光轉換成在電子CDMA濾波器的採樣值。一般而言並且關於上例，光源A發射的CDMA修改信號包括切換式波形WA，從而在 光源A的符號元素1可以對應於在各電子CDMA濾波器的採樣值的a個單位的貢獻，而在光 源A的符號元素-1可以對應於_a個單位的貢獻。光源B發射的CDMA修改信號可以包括 切換式波形WB，從而在光源B的符號元素1可以對應於在各電子CDMA濾波器的採樣值的 b個單位的貢獻，而在光源B的符號元素-1可以對應於-b個單位的貢獻。各CDMA修改信 號也可以包括恆定值的波形，從而採樣值的貢獻為正。兩個切換式波形WA和WB將對在各 電子CDMA濾波器的採樣值序列有貢獻，該貢獻基本上為(a-b，-a-b, -a-b，a~b, a+b, -a+b, a+b,-a+b)。可以向這一序列添加其它恆定值以構成在各電子CDMA濾波器的採樣值的整個 序列；然而後續代碼或者幅度確定方法將濾除這樣的值。通過與用於電子CDMA濾波器A的 CDMA修改代碼(1，-1)和與用於電子CDMA濾波器B的CDMA修改代碼(1，1)逐對矢量相乘 對採樣值序列進行解碼將分別產生恢復的數據序列(2a，-2a，2a，2a)和(-2b，-2b，2b，2b)。 可以通過將正值映射成邏輯值1而將負值映射成邏輯值0從這些恢復的數據序列中恢復編 碼的數據(1，0，1，1)和(0，0，1，1)。可以使用等式⑵來進行幅度確定，這將例如分別產生 用於光源A和B的峰峰幅度2a和2b。在一個實施例中，幅度確定方法可以用來調節向各光源供應的電流以便例如實現 二者的所需色度或者光通量輸出。CDMA修改信號的抗幹擾性質由於使用非正交代碼或者存在電或者光學幹擾，比如在驅動光源的電流驅動器中 的電噪聲、由於環境光所致的光學噪聲或者由於其它光源所致的光學噪聲，所以電子CDMA 濾波器對CDMA修改信號的濾波和解碼可能造成錯誤測量。可以通過變化CDMA修改信號的 時間參數(比如CDMA修改信號的各部分的發送時間和發送持續時間)來減少這樣的噪聲 或者幹擾。也可以通過選擇與其它所選代碼具有低度互相關的CDMA修改代碼或者通過選 擇具有更長符號序列的CDMA修改代碼來減少噪聲或者幹擾。因此，可以基於這些原理來配 置本發明的實施例。在一個實施例中，可以通過使用具有零均值的CDMA修改代碼來減少由於存在恆 定或者慢變環境光所致的幹擾。例如，許多沃爾什-哈德曼序列的性質在於各序列在一個 周期的時間內平均成零。因此可以簡單地通過在解碼之前從接收的信號中去除直流分量來 忽略恆定環境照明。在一個實施例中，在CDMA修改信號中編碼的數據可以抗禦電或者光學噪聲或者 幹擾。例如，與使用時分復用來發送各數據流的方法相比，根據沃爾什-哈德曼方法來生 成的CDMA修改代碼的性質在於按照因子√k/2來提高用於各CDMA修改的信噪比，其中k為 生成沃爾什-哈德曼序列的符號長度。例如，參照圖7圖示了這一性質。左手的波形810、 820、830和840圖示了使用時分復用的數據發送方法。在這一方法中，四個光源中的各光源 發送對一位信息進行編碼的波形，其中包含各波形的部分的信息在時間上未重疊。在存在 噪聲時正確地接收一位的概率由值P給出。右手的波形850、860、870和880圖示了根據同步碼分復用的模擬波形，其中各波形現在對至少兩位數據進行編碼，並且包含各波形的部 分的信息在時間上重疊。這一隨時間並行的信息發送和信息擴頻可以提高信號抗擾性。例 如，如果在存在噪聲時正確地接收一位的概率為P，則正確地接收該位的k個副本的概率為 屍*V^。因此，按照因子來提高信噪比。例如對於具有四個正交序列的四個通道的 RAGB LED串，可以按照因子^來提高抗幹擾度。例如，噪聲在本文中涉及隨機電噪聲和例如由於螢光發光和其它光源生成的光學 信號所致的確定性信號二者。在一個實施例中，可以通過在各PCM周期內隨機地變化在CDMA修改代碼的正交序 列位之間的時間間距來進一步提高抗幹擾度。出於這一目的，實施為具有反饋的移位寄存 器的線性同餘數生成器可以用來生成偽隨機定時序列。在一個實施例中，可以通過使用如果必要則分布於多個PCM周期內的CDMA修改代 碼的更長正交序列來進一步提高抗幹擾度。正交序列的發送是直接擴頻(DSS)通信的例 子；抗幹擾度提高稱為「處理增益」。CDMA濾波器的經處理的輸出耦合到控制器。基於來自CDMA濾波器的各光源顏色 的推斷輻射通量，控制器可以補償和調節向紅色光源、綠色光源和藍色光源供應的驅動電 流的數量以便將發射的光的發光通量和色度維持於所需水平。在另一實施例中，CDMA濾波器的輸出可以操作地耦合到可以在控制器中固件實施 的比例-積分-微分(PID)反饋迴路電路。PID反饋迴路電路(未示出)可以是操作地連 接到控制器的單獨部件。設備自動配置在本發明的一個實施例中，發光單元可以進行配置操作。在配置操作期間，發光 單元可以例如生成光並且根據使用一個或者多個預定CDMA修改代碼生成的一個或者多個 CDMA修改信號來調製該光的一部分並且隨後處理調諧至CDMA修改代碼的所有感測響應， 例如CDMA濾波器輸出。如果控制系統在感測的信號中檢測到比源於調製它自己的光而產 生的響應充分低的響應(也是低幹擾)，則它可以將這些CDMA修改碼用於隨後的生成用於 與它的光源一起使用的CDMA調製信號。如果它接收未與它自己的光源的CDMA調製充分相 關的響應，則發光單元可以改變它用來調製它自己的光源的一個或者多個CDMA修改代碼 並且可以重複上述操作直至已經檢測到充分數目的充分可用CDMA修改代碼。在其中照明系統包括多個發光單元的本發明另一實施例中，發光單元可以掃描搜 尋可能在預定序列中使用的CDMA修改代碼、積累充分數目的可用CDMA修改代碼並且將這 些可用CDMA修改代碼用於後續的生成用於與它的光源一起使用的CDMA調製信號。在本發明的一個實施例中，與特定發光單元關聯的CDMA修改代碼可以例如在僅 一個CDMA修改代碼已知時具有如下預定關係，該預定關係清楚地標識由該發光單元使用 的所有其它CDMA修改代碼。注意兩個或者更多發光單元可以相互通信，但是可以向它們中的各發光單元單獨 地供應電能。如果一個發光單元的光學感測器從任何其它發光單元接收足夠的光，則該發 光單元也可以檢測其它發光單元的CDMA修改代碼並且如上所述重新配置它本身。在另一實施例中，為了控制而將照明系統中的發光單元連接在一起，並且可以在發光單元之間傳遞信號以傳達關於所用CDMA修改代碼的信息。物理連接可以是有線、無 線、光學或者聲學連接等並且可以用來支持例如包括TCP/IP和RS-232的其它已知適當通 信協議。在本發明的一個實施例中，控制系統適合於有選擇地關斷所選陣列並且監視來自 電子CDMA濾波器的輸出信號以處理從保持賦能的陣列發射的光以便向所選陣列和相應電 子CDMA濾波器分配唯一 CDMA修改代碼。本發明的實施例可以配置成在自配置過程期間持續地、頻繁地或者間歇地評估 CDMA修改代碼以便避免與其它附近潛在幹擾發光單元共享相同或者相似CDMA修改代碼。 出於這一目的，發光單元的控制系統可以配置成包括將發光單元切換成被動掃描模式，同 時感測和掃描搜尋充分數目的自由可用CDMA修改代碼。控制系統可以配置發光單元以在 短暫時間段內(例如在發光單元接通期間或者在關斷時段期間)進入掃描模式。控制系統 可以根據預定方案來在感測光中掃描預定CDMA修改代碼範圍直至已經確定充分數目的自 由CDMA修改代碼或者CDMA修改代碼組。控制系統可以隨後在發光單元內的存儲器中保留 可用CDMA修改代碼。控制器可以隨後向各光源顏色分配自由CDMA修改代碼並且使用這些 CDMA修改代碼以生成用於調製相應光源驅動電流的CDMA修改信號。儘管這裡已經描述和圖示若干發明實施例，但是本領域普通技術人員將容易設想 用於執行這裡描述的功能和/或獲得這裡描述的結果和/或一個或者多個優點的多種其它 裝置和/或結構，並且這樣的各變化和/或修改視為在這裡描述的本發明實施例的範圍內。 一般而言，本領域技術人員將容易理解這裡描述的所有參數、尺度、材料和配置將為舉例並 且實際參數、尺度、材料和/或配置將依賴於本發明教導的運用所針對的一個或者多個具 體應用。僅通過例行試驗，本領域技術人員將認識到或者能夠確定這裡描述的具體發明實 施例的許多等效實施例。因此將理解僅作為例子呈現前述實施例並且在所附權利要求及其 等效含義的範圍內可以與具體描述和要求保護的內容不同地實現本發明實施例。本公開內 容的本發明實施例涉及這裡描述的各個體特徵、系統、產品、材料、工具和/或方法。此外， 如果兩個或者更多這樣的特徵、系統、產品、材料、工具和/或方法未互不一致，則在本公開 內容的發明範圍內包括這樣的特徵、系統、產品、材料、工具和/或方法的任何組合。如這裡限定和使用的所有定義應當理解為涵蓋詞典定義、在通過參考結合的文獻 中的定義和/或定義的術語的普通含義。如這裡在說明書中和在權利要求中使用的不定冠詞「一個/ 一種」除非另有明示
則應當理解為意味著「至少一個/ 一種」。如這裡在說明書中和在權利要求中使用的短語「和/或」應當理解為這樣聯繫的 要素中的「任一個或者兩個」、即在一些情況下聯合存在而在其它情況下分開存在的要素。 應當以相同方式理解用「和/或」列舉的多個要素、即這樣聯繫的要素中的「一個或者多 個」。可以可選地存在除了「和/或」子句具體標識的要素之外的無論是與具體標識的那些 要素有關還是無關的其它要素。因此作為非限制例子，對「A和/或B」的涉及在與開放式 語言如「包括(comprise) 」結合使用時可以在一個實施例中僅涉及A(可選地包括除了 B之 外的要素)；在另一實施例中僅涉及B (可選地包括除了 A之外的要素)；在又一實施例中涉 及A和B (可選地包括其它要素)；等等。如這裡在說明書中和在權利要求中所用的那樣，「或者」應當理解為具有與如上文定義的「和/或」相同的含義。例如，當分離列表中的項目時，「或者」或者「和/或」應當解 釋為包含，即包含多個要素或者要素列表中的至少一個並且包括其中多個而且可選地包括
未列舉的附加項目。除非有術語明確地相反指示，「......中的僅一個」或者「......中的
恰好一個」或者在使用於權利要求中時「由......組成」將指包括多個要素或者要素列表
中的恰好一個。一般而言，如這裡所用的術語「或者」在前面有排他性的措詞如「......中
的任一個」、「......之一」、「......中的僅一個」或者「......中的恰好一個」應當僅解釋
為表明互斥選擇(即一個或其他但不是全部)。「實質上由......組成」在使用於權利要
求中時應當具有如它在專利法領域中所用的普通含義。如這裡在說明書中和在權利要求中使用的那樣，短語「至少一個」在涉及一個或者 多個要素的列表時應當理解為意味著從要素列表中的任何一個或者多個要素中選擇的至 少一個要素而未必包括在要素列表中具體列舉的每一個要素中的至少一個要素、也未排除 要素列表中的要素的任何組合。這一定義也允許可以可選地存在除了在短語「至少一個」 涉及的要素列表內具體標識的要素之外的要素，無論是與具體標識的那些要素有關還是無 關。因此作為非限制例子，「A和B中的至少一個」(或者等效為「A或者B中的至少一個」 或者等效為「A和/或B中的至少一個」)可以在一個實施例中指至少一個(可選地包括多 個)A而不存在B(並且可選地包括除了 B之外的要素)；在另一實施例中指至少一個(可選 地包括多個)B而不存在A(並且可選地包括除了 A之外的要素)；在又一實施例中指至少 一個(可選地包括多個)A和至少一個(可選地包括多個)B (並且可選地包括其它要素)；寸寸。也應當理解，除非另有指明，則在包括多個步驟或者動作的這裡要求保護的任何 方法中，該方法的步驟或者動作的順序未必限於記載的該方法的步驟或者動作的順序。在權利要求中以及在上文說明書中，諸如「包括」、「含有」、「攜帶」、「具有」、「包含」、 「涉及到」、「保持」、「組成有」等所有過渡性短語將理解為開放式，即意味著包括但不限於。如
在美國專利局專利審查程序手冊第2111. 03節中闡述的那樣，僅過渡性短語「由......組
成」和「實質上由......組成」應當分別為閉合式或者半閉合式過渡性短語。不言而喻，本發明的前述實施例為舉例並且可以用許多方式加以變化。這樣的當 前或者將來變化將不視為脫離本發明的精神實質或者範圍，並且如將為本領域技術人員所 清楚的所有這樣的修改將包括於所附權利要求的範圍內。
權利要求
一種用於生成具有所需光通量和/或色度的光的發光單元(10)，所述發光單元包括a.一個或者多個光源的一個或者多個第一陣列(20)，適合於響應於第一驅動電流來生成第一種光；以及一個或者多個光源的一個或者多個第二陣列(30)，適合於響應於第二驅動電流來生成第二種光；b.第一電流驅動器(28)，配置成基於第一控制信號向所述一個或者多個第一陣列供應所述第一驅動電流；以及第二電流驅動器(38)，配置成基於第二控制信號向所述一個或者多個第二陣列供應所述第二驅動電流；c.光學感測器(60)，用於感測包括所述第一種光和第二種光的組合的光的部分，所述光學感測器配置成生成代表所述光的感測器信號；d.控制器(50)，配置成至少部分地基於所述所需光通量和/或色度來生成所述第一控制信號和第二控制信號，所述第一控制信號至少部分地根據第一CDMA修改信號來配置，由此造成至少部分地根據所述第一CDMA修改信號來調製所述第一種光；以及e.電子CDMA濾波器(24)，配置成基於所述第一CDMA修改信號對所述感測器信號進行電子濾波，由此確定所述第一種光的用於向所述控制器反饋的一個或者多個光學特性；由此向所述控制器提供反饋以有助於生成具有所需光通量和/或色度的光。
2.根據權利要求1所述的發光單元，其中按時間間隔或者持續地根據所述第一CDMA修 改信號對所述第一種光進行CDMA編碼。
3.根據權利要求1所述的發光單元，其中根據從包括偽隨機代碼、沃爾什_哈德曼代 碼、巴克代碼、Katsumi代碼、黃金代碼、戈萊代碼和M代碼的組中選擇的CDMA修改代碼來 配置所述第一 CDMA修改信號。
4.根據權利要求1所述的發光單元，其中所述第一CDMA修改信號在所述第一種光中 表示為根據所述第一 CDMA修改信號在兩個或者更多光水平之間變化的逐段恆定切換式波 形。
5.根據權利要求1所述的發光單元，其中所述第一CDMA修改信號在所述第一種光中表 示為其相位根據所述第一 CDMA修改信號而變化的相移鍵控波形。
6.根據權利要求1所述的發光單元，其中所述電子CDMA濾波器配置成將所述感測器信 號與所述第一 CDMA修改信號相關。
7.根據權利要求1所述的發光單元，其中用對所述第一驅動電流的測量來處理所述第 一種光的所述一個或者多個光學特性以確定一個或者多個光源的所述第一陣列的光轉換 效率。
8.根據權利要求1所述的發光單元，其中至少部分地根據第二CDMA修改信號來配置所 述第二控制信號，所述發光單元還包括配置成基於所述第二 CDMA修改信號對所述感測器 信號進行電子濾波的第二電子CDMA濾波器，由此確定所述第二種光的用於向所述控制器 反饋的一個或者多個光學特性。
9.根據權利要求1所述的發光單元，還包括用於確定所述第一CDMA修改信號的自動配 置模塊，所述自動配置模塊配置成根據所述第一 CDMA修改信號來生成所述第一控制信號 並且在所述電子CDMA濾波器處測量對所述第一 CDMA修改信號的幹擾。
10.根據權利要求1所述的發光單元，其中所述第一CDMA修改信號配置成不同於在第二發光單元中使用的一個或者多個CDMA修改信號。
11.一種用於生成具有所需光通量和/或色度的光的方法，所述光包括來自第一光源 的第一種光和來自第二光源的第二種光，所述方法包括以下步驟a.生成各自至少部分地基於所述所需光通量和/或色度的第一驅動電流和第二驅動 電流，所述第一驅動電流還至少部分地根據第一 CDMA修改信號來配置；b.分別根據所述第一驅動電流和所述第二驅動電流來驅動所述第一光源和所述第二 光源，由此造成至少部分地根據所述第一 CDMA修改信號來調製的所述第一種光；c.生成代表所述光的感測器信號；並且d.基於所述第一CDMA修改信號對所述感測器信號進行濾波，由此在生成新的第一驅 動電流和新的第二驅動電流時確定所述第一種光的用於反饋的一個或者多個光學特性。
12.根據權利要求11所述的方法，其中驅動所述第一光源包括按時間間隔或者持續地 根據所述第一 CDMA調製信號來調製所述第一種光。
13.根據權利要求11所述的方法，其中根據從包括偽隨機代碼、沃爾什_哈德曼代碼、 巴克代碼、Katsumi代碼、黃金代碼、戈萊代碼和M代碼的組中選擇的CDMA修改代碼來配置 所述第一 CDMA修改信號。
14.根據權利要求11所述的方法，其中所述第一種光包括根據所述第一CDMA修改信號 在兩個或者更多光水平之間變化的逐段恆定切換式波形。
15.根據權利要求11所述的方法，其中所述第一種光包括其相位根據所述第一CDMA修 改信號而變化的相移鍵控波形。
16.根據權利要求11所述的方法，其中對所述感測器信號進行濾波包括將所述感測器 信號與所述第一 CDMA修改信號相關。
17.根據權利要求11所述的方法，還包括以下步驟用對所述第一驅動電流的測量來 處理所述第一種光的所述一個或者多個光學特性以確定所述第一光源的光轉換效率。
18.根據權利要求11所述的方法，其中至少部分地根據第二CDMA修改信號來配置所述 第二驅動電流，由此造成至少部分地根據所述第二 CDMA修改信號調製的所述第二種光，並 且還包括基於所述第二 CDMA修改信號對所述感測器信號進行濾波，由此在生成所述新的 第一驅動電流和所述新的第二驅動電流時確定所收第二種光的用於反饋的一個或者多個 光學特性。
19.一種包括計算機可讀介質的電腦程式產品，所述計算機可讀介質具有記錄於其 上的語句和指令，所述語句和指令用於由處理器執行以實現用於生成具有所需光通量和/ 或色度的光的方法，所述光包括來自第一光源的第一種光和來自第二光源的第二種光，所 述方法包括以下步驟a.生成各自至少部分地基於所述所需光通量和/或色度的第一驅動電流和第二驅動 電流，所述第一驅動電流還至少部分地根據第一 CDMA修改信號來配置；b.分別根據所述第一驅動電流和所述第二驅動電流來驅動所述第一光源和所述第二 光源，由此造成至少部分地根據所述第一 CDMA修改信號調製的所述第一種光；c.生成代表所述光的感測器信號；並且d.基於所述第一CDMA修改信號對所述感測器信號進行濾波，由此在生成新的第一驅 動電流和新的第二驅動電流時確定所述第一種光的用於反饋的一個或者多個光學特性。
全文摘要
本發明提供一種用於發光單元(10)的光學反饋控制的方法和裝置，其中使用CDMA修改信號來配置用於一個或者多個光源的陣列(20)的控制信號。可以基於CDMA修改信號對至少檢測一個或者多個光源的陣列發射的光的光學感測器(60)提供的信息進行濾波，由此實現對反映一個或者多個光源的陣列(20)發射的光的光學特性的來自光學感測器(60)的信號部分進行區別。在本發明的實施例中，確定的光學特性可以例如用於照明系統的反饋控制。
文檔編號H05B33/08GK101990786SQ200880124951
公開日2011年3月23日 申請日期2008年12月2日 優先權日2008年1月17日
發明者I·阿施道恩 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司