專利名稱:用于生成白光的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及用于生成白光的系統(tǒng)和方法,更具體地,涉及使用熒光體轉(zhuǎn)換(phosphor-converted)白色LED(發(fā)光二極管)和非熒光體轉(zhuǎn)換彩色LED的組合來生成白光的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù):
發(fā)光二極管(LED)是通常單色的半導(dǎo)體光源,并且當(dāng)前有從紫外藍到綠、黃和紅的各種顏色。許多照明應(yīng)用,例如液晶顯示器(LCD)面板的背光照明,需要白光源。使用單色LED來產(chǎn)生白光的兩種常見方法包括(1)將單個紅色、綠色和藍色LED封裝在一起,并且將從這些LED發(fā)出的光組合以產(chǎn)生白光,以及(2)將熒光材料引入UV、藍色或綠色的LED,使得由LED的半導(dǎo)體管芯發(fā)出的原始光被轉(zhuǎn)換為更長波長的光,并且將更長波長的光與原始的UV、藍或綠光組合以產(chǎn)生白光。使用第二種方法來制造的LED經(jīng)常使用基于熒光體的熒光材料,并且被稱為熒光體轉(zhuǎn)換白色LED。
雖然通過紅色、綠色和藍色LED的組合來產(chǎn)生的白光具有寬色域,但是一般具有不足的顯色指數(shù)(CRI)。雖然這種類型的白光源的色域很寬,但是光源比熒光體轉(zhuǎn)換白色LED需要更復(fù)雜的驅(qū)動電路,因為紅色、綠色和藍色LED包括具有不同工作電壓要求的半導(dǎo)體管芯。除了具有不同的工作電壓要求之外,紅色、綠色和藍色LED在它們的工作壽命期間不同地劣化,這會使得在延長期期間的顏色控制變得困難。
熒光體轉(zhuǎn)換白色LED僅需要一種類型的單色LED來產(chǎn)生白光,并且多LED光源的所有的白色LED都可以在相同的工作電壓被驅(qū)動。熒光體轉(zhuǎn)換白色LED的一個缺點它們的其光譜功率分布(SPD)不均勻。該缺點導(dǎo)致相對不足的顯色指數(shù)(CRI)。另外,通過熒光體轉(zhuǎn)換白色LED來生成的顏色易于在工作壽命期間以及隨著情況的改變而偏離其原始值。
需要的是一種具有高CRI和寬色域的可以隨著時間的過去產(chǎn)生一致的白光的白色光源。
發(fā)明內(nèi)容
用于生成白光的系統(tǒng)和方法包括使用熒光體轉(zhuǎn)換白色LED和非熒光體轉(zhuǎn)換彩色LED的組合來產(chǎn)生白光,以及響應(yīng)于反饋信號來調(diào)整所發(fā)出的光。使用熒光體轉(zhuǎn)換白色LED和非熒光體轉(zhuǎn)換彩色LED的組合來生成白光產(chǎn)生了具有改善的CRI和寬SPD的白光。響應(yīng)于反饋來調(diào)整所發(fā)出的光允許當(dāng)LED的性能隨時間改變時控制白光的亮度和色度特性??梢曰诿總€顏色和/或基于每個組來調(diào)整所發(fā)出的光,其中一組LED包括至少一個熒光體轉(zhuǎn)換白色LED和至少一個非熒光體轉(zhuǎn)換彩色LED的組合。
根據(jù)本發(fā)明的照明系統(tǒng)具有包括至少一個熒光體轉(zhuǎn)換白色LED、至少一個非熒光體轉(zhuǎn)換彩色LED的光源,以及被配置為檢測從光源輸出的光并響應(yīng)于光檢測來調(diào)整從光源輸出的光的光譜反饋控制系統(tǒng)。光譜反饋控制系統(tǒng)可包括被配置為提供特定于顏色的反饋信號的顏色傳感器、被配置為響應(yīng)于特定于顏色的反饋信號來生成控制信號的控制器,以及被配置為響應(yīng)于控制信號來生成驅(qū)動信號的驅(qū)動器。
用于操作根據(jù)本發(fā)明的照明系統(tǒng)的方法包括將驅(qū)動信號提供給包括至少一個熒光體轉(zhuǎn)換白色LED和至少一個非熒光體轉(zhuǎn)換彩色LED的光源、檢測響應(yīng)于驅(qū)動信號而生成的光、響應(yīng)于被檢測到的光來生成反饋信號,以及響應(yīng)于反饋信號來調(diào)整被提供給光源的驅(qū)動信號??梢詮谋粰z測到的光來生成特定于顏色的反饋信號。特定于顏色的反饋信號被用來基于每個顏色和/或基于每個組來調(diào)整LED的驅(qū)動信號,以保持被檢測到的光的亮度和色度特性。
根據(jù)通過本發(fā)明的原理的示例來說明,并結(jié)合附圖,從下面的詳細說明,本發(fā)明的其他方面和優(yōu)點將變得清楚。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的用來對液晶顯示器(LCD)面板進行背光照明的照明系統(tǒng)。
圖2示出了熒光體轉(zhuǎn)換白色LED的光譜功率分布相對紅色、綠色和藍色LED的光譜功率分布的示圖。
圖3是示出了特定于白色、紅色、綠色和藍色LED的驅(qū)動器的圖1的驅(qū)動器的展開圖。
圖4A是圖1的控制器的展開圖。
圖4B是圖1的控制器的使用CIE 1931三色激勵(tristimulus)值的另一個實施例的展開圖。
圖5示出了用于操作照明系統(tǒng)的方法的處理流程圖。
圖6A~圖6E示出了具有熒光體轉(zhuǎn)換白色LED和非熒光體轉(zhuǎn)換彩色LED的不同組合的光源的示例。
圖7A和圖7B示出了生成特定于組的控制信號的控制器。
圖8A和圖8B示出了生成特定于組的驅(qū)動信號的驅(qū)動器。
圖9示出了用于操作根據(jù)本發(fā)明的照明系統(tǒng)的方法的處理流程圖。
整個說明書中,相似的標(biāo)號可被用來表示相似的元素。
具體實施例方式
圖1示出了用來對液晶顯示器(LCD)面板進行背光照明的照明系統(tǒng)100。照明系統(tǒng)包括LCD面板102、光源104,以及光譜反饋控制系統(tǒng)106。LCD面板在LCD顯示器領(lǐng)域中是公知的,并且雖然描述了LCD面板,但是允許光傳輸?shù)钠渌鈱W(xué)介質(zhì)可與照明系統(tǒng)一起使用。
光源104被配置為響應(yīng)于施加的驅(qū)動信號來生成白光。光源相對于LCD面板102來定向,使得光入射在LCD面板的側(cè)表面上,如在LCD領(lǐng)域中已知的。LCD面板的背光照明通常在本領(lǐng)域中是公知的,不在這里進一步描述。圖1所示的光源是由多個發(fā)光二極管(LED)組成的,包括發(fā)出白光或近白色光的LED 110和發(fā)出特定顏色的單色光的LED 112的混合。在圖1的實施例中,發(fā)出白光或近白色光的LED是熒光體轉(zhuǎn)換LED,并且在這里被稱為“熒光體轉(zhuǎn)換白色LED”。熒光體轉(zhuǎn)換白色LED在LED領(lǐng)域中是公知的。在一個示例中,熒光體轉(zhuǎn)換白色LED將發(fā)出藍光的LED與諸如鈰活化釔鋁石榴石(Y3Al5O12:Ce3+)之類的熒光體組合。藍色LED發(fā)出通常具有460到480納米(nm)的峰值波長的第一輻射。熒光體部分地吸收藍色輻射,并且重新發(fā)出具有560到580nm峰值波長的第二寬帶輻射。第一與第二輻射的組合給出白光。如在這里所使用的,“白光”被定義為具有接近CIE色度圖的黑體曲線的色點的光,并且“近白色光”被定義為具有比白光的色點離黑體曲線更遠的色點的光。另外,白光是適合用于對LCD進行背光照明的光,而近白色光必須與另一種顏色的LED組合使用來產(chǎn)生適合用于對LCD進行背光照明的白光。例如,發(fā)出藍白色光的熒光體轉(zhuǎn)換白色LED可以與非熒光體轉(zhuǎn)換紅色和綠色LED結(jié)合使用,以產(chǎn)生適合用于對LED進行背光照明的白光。
發(fā)出特定顏色的單色光的LED 112不利用熒光體轉(zhuǎn)換,并且在這里被稱為“非熒光體轉(zhuǎn)換彩色LED”。在圖1的實施例中,非熒光體轉(zhuǎn)換彩色LED包括發(fā)出各自的紅、綠和藍光譜中的單色彩色光的紅色(R)、綠色(G)和藍色(B)LED的混合。非熒光體轉(zhuǎn)換彩色LED在LED領(lǐng)域中是公知的。雖然圖1的示例實施例中的非熒光體轉(zhuǎn)換彩色LED是紅色、綠色和藍色的,但是也可以使用其他的非熒光體轉(zhuǎn)換彩色LED的組合。例如,包括青色和琥珀色LED的顏色混合可被用來代替或補充紅色、綠色和藍色LED。熒光體轉(zhuǎn)換白色LED 110被使用在光源中,因為它們是相對高效的白色或近白色光源。然而,熒光體轉(zhuǎn)換白色LED具有偏向較短波長的SPD,這導(dǎo)致相對不足的CRI。紅色、綠色和藍色的LED被加入光源,以便(1)既改善從光源發(fā)出的白光的CRI,(2)又控制和保持白光。圖2示出了熒光體轉(zhuǎn)換白色LED的光譜功率分布相對紅色、綠色和藍色LED的光譜功率分布的示圖。
熒光體轉(zhuǎn)換白色LED 110和非熒光體轉(zhuǎn)換彩色LED 112通常沿著LCD面板102的邊緣來放置。如圖1所示,熒光體轉(zhuǎn)換白色LED和非熒光體轉(zhuǎn)換彩色LED是以白色、紅色、白色、綠色、白色和藍色的重復(fù)模式(圖1所示的W R W G W B)來分布的。雖然在圖1中示出了LED分布的特定模式,但是可以使用LED的其他模式和/或分布。LED的模式和/或分布的細節(jié)是特定于應(yīng)用的。
雖然在圖1所示的光源104中存在熒光體轉(zhuǎn)換白色LED 110和非熒光體轉(zhuǎn)換彩色LED 112的混合,但是光源主要是由熒光體轉(zhuǎn)換白色LED組成的。圖1中的整個光源中的LED的分布是對每一個紅色、綠色或藍色LED有一個熒光體轉(zhuǎn)換白色LED。在另一個示例中,用于中型LCD面板(例如,對角線為若干英寸)的背光照明系統(tǒng)可以包括十個熒光體轉(zhuǎn)換白色LED、兩個紅色LED、四個綠色LED以及兩個藍色LED的分布。
回到圖1,光譜反饋控制系統(tǒng)106包括顏色傳感器120、控制器122,以及驅(qū)動器124。顏色傳感器相對于LCD面板102和光源104來定向,以檢測從光源發(fā)出后通過LCD面板的光。在圖1的實施例中,顏色傳感器是三色傳感器,其生成特定于顏色的反饋信號,這些信號表示所檢測到的光的特定于顏色的亮度和色度特性。例如,顏色傳感器提供了可被用來表示與所檢測到的光相關(guān)的三色激勵信息的一組電信號。
控制器122控制組成光源104的LED 110和112的驅(qū)動。控制器從顏色傳感器120接收特定于顏色的反饋信號,并且響應(yīng)于特定于顏色的反饋信號來生成控制信號??刂菩盘柋簧梢詮墓庠串a(chǎn)生期望的顏色。在一個實施例中,控制信號是用來基于每個顏色來控制LED的特定于顏色的控制信號。
驅(qū)動器124將從控制器接收到的控制信號轉(zhuǎn)換為驅(qū)動光源104的驅(qū)動信號。例如,驅(qū)動器產(chǎn)生基于每個顏色來控制LED 110和112的特定于顏色的驅(qū)動信號。就是說,驅(qū)動器可以分別地控制白色LED和每組彩色LED(例如紅色、綠色和藍色)。由驅(qū)動器生成的驅(qū)動信號可能涉及被施加于LED的電壓和/或電流改變??商鎿Q地,可以使用時間調(diào)制來控制從LED發(fā)出的光的強度。圖3示出了圖1的驅(qū)動器的展開圖。圖3所示的驅(qū)動器324包括分別用于紅色、綠色和藍色LED的特定于顏色的驅(qū)動器324-1、324-2和324-3,以及白色LED驅(qū)動器324-4。特定于顏色的驅(qū)動器使得驅(qū)動器能夠基于每個顏色來控制彩色LED。
在操作中,圖1的光譜反饋控制系統(tǒng)106對從光源104輸出的光的亮度和色度特性進行測量,然后響應(yīng)于這些測量來調(diào)整輸出光。參照圖1來詳細描述系統(tǒng)的操作。為了描述目的在驅(qū)動器124處開始,驅(qū)動器提供驅(qū)動信號來驅(qū)動LED 110和112。例如,驅(qū)動器產(chǎn)生特定于熒光體轉(zhuǎn)換白色LED的驅(qū)動信號和特定于紅色、綠色和藍色LED的特定于顏色的驅(qū)動信號。光源的LED響應(yīng)于驅(qū)動信號來生成光,并且光穿過LCD面板102。顏色傳感器120檢測通過LCD面板102的光,并且響應(yīng)于檢測來生成反饋信號。在圖1的實施例中,顏色傳感器輸出與紅色、綠色和藍色光譜有關(guān)的特定于顏色的反饋信號。來自顏色傳感器的特定于顏色的反饋信號被控制器122接收,并被用來調(diào)整光源驅(qū)動信號,以產(chǎn)生具有期望的亮度和色度特性的白光。要獲得具有期望的亮度和色度特性的白光,控制器響應(yīng)于來自顏色傳感器的特定于顏色的反饋信號而生成特定于顏色的控制信號。在一個實施例中,特定于顏色的控制信號是通過將來自顏色傳感器的特定于顏色的反饋信號與參考顏色信息相比較來生成的。例如,特定于顏色的控制信號是作為來自顏色傳感器的特定于顏色的反饋信號與參考顏色信息之間的差異的函數(shù)來生成的。下面更詳細地描述了用于生成特定于顏色的控制信號的示例技術(shù)。
由控制器122生成的特定于顏色的控制信號被提供給驅(qū)動器124。驅(qū)動器將特定于顏色的控制信號轉(zhuǎn)換為特定于顏色的驅(qū)動信號。特定于顏色的驅(qū)動信號然后被施加到光源104的彩色LED 112。在一個實施例中,驅(qū)動器基于每個顏色來調(diào)整驅(qū)動信號,以產(chǎn)生具有期望的亮度和色度特性的白光。
提供驅(qū)動信號、檢測得到的光、生成反饋信號以及響應(yīng)于反饋信號來調(diào)整驅(qū)動信號的過程是連續(xù)的過程。因為該過程的反饋性質(zhì),所以即使從光源104發(fā)出的光可能漂移,也可以基于每個顏色來連續(xù)地進行驅(qū)動信號的調(diào)整,以保持白光的期望的亮度和色度特性。例如,可以基于每個顏色來調(diào)整紅色、綠色和藍色LED 112,以提供具有期望的亮度和色度特性的白光。在一個實施例中,提供期望的白光包括在由光源的各個彩色LED所發(fā)出的光漂移時保持期望的白光。
為了示例的目的,圖1所示的系統(tǒng)100是基于三個顏色(三色)RGB的系統(tǒng)?;趯θ齻€顏色的配色使得顏色通常不能被單獨地感知,可用三色激勵值來描述三色系統(tǒng)的彩色光。三色激勵值表示在給定的三色系統(tǒng)中,匹配期望的色調(diào)所需的三個匹配光的強度。三色激勵值可以使用下列等式來計算X=kΣλWxλ‾Rλ]]>Y=kΣλWyλ‾Rλ]]>Z=kΣλWzλ‾Rλ]]>其中Wxλ‾=Pλxλ]]>Wyλ‾=Pλyλ]]>Wzλ‾=Pλzλ]]>k=100/∑Wyλ相對光譜功率分布Pλ是相對于固定的參考值的整個光譜的每個恒定間隔波長的光譜功率。CIE配色函數(shù)xλ,yλ和zλ是CIE 1931標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)中的函數(shù)x(λ),y(λ)和z(λ),或者是CIE 1964補充標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)中的函數(shù)x10(λ),y10(λ)和z10(λ)。CIE 1931標(biāo)準(zhǔn)色度觀測者是這樣的理想觀測者其配色屬性對應(yīng)于在1°與4°域之間的CIE配色函數(shù),并且CIE 1964標(biāo)準(zhǔn)色度觀測者是這樣的理想觀測者其配色屬性對應(yīng)于域大小大于4°的CIE配色函數(shù)。反射率Rλ是其頂點在所考慮的表面上的給定錐體內(nèi)被反射的輻射通量與由被照射的全反射漫射器以同一方向反射的輻射通量的比。輻射通量是以輻射形式發(fā)出、傳輸或接收的功率。輻射通量的單位是瓦特(W)。全反射漫射器是具有等于1的反射率(或透射率)的理想的各同向性漫射器。加權(quán)函數(shù)Wxλ,Wyλ和Wzλ是相對光譜功率分布Pλ與特定集合的CIE配色函數(shù)xλ,yλ和zλ的積。
圖1所示的控制器122可以以許多不同的方式來實現(xiàn),以獲得特定于顏色的控制。圖4A和圖4B示出了可被用來在圖1所示的光源中基于每個顏色來調(diào)整紅色、綠色和藍色LED的控制器422的示例。參照圖4A,控制器422包括參考值發(fā)生器430和控制模塊432??刂破鹘邮諄碜灶伾珎鞲衅?20(圖1)的以在RGB空間(R、G和B)中測量到的三色激勵值的形式的特定于顏色的反饋信號??刂破鬟€接收輸入?yún)⒖既钪?。輸入?yún)⒖既钪悼赡苁且阅繕?biāo)白色點(X參考和Y參考)和流明值(L參考)的形式。用戶可通過用戶接口(未示出)來輸入輸入?yún)⒖既钪?,或者輸入?yún)⒖既钪悼梢杂闷渌绞絹斫邮?。參考值發(fā)生器將輸入?yún)⒖既钪缔D(zhuǎn)換為RGB空間中的參考三色激勵值(R參考、G參考和B參考)。控制模塊然后確定測量到的三色激勵值與參考三色激勵值之間的差異,并且生成特定于顏色的控制信號,這些信號反映了要獲得期望的顏色而需要基于每個顏色對驅(qū)動信號進行的調(diào)整。特定于顏色的控制信號使彩色LED被調(diào)整(如果需要的話),以發(fā)出期望顏色的光。這樣,光源的亮度和色度特性接近期望的(即參考)亮度和色度特性。
圖4B的可替換的系統(tǒng)400B與圖4A的系統(tǒng)400A相似,除了其使用CIE 1931三色激勵值之外。系統(tǒng)400B包括將測量到的RGB空間中的三色激勵值轉(zhuǎn)換為測量到的CIE 1931三色激勵值的反饋信號轉(zhuǎn)換器434。另外,參考值發(fā)生器430將輸入?yún)⒖既钪缔D(zhuǎn)換為參考CIE 1931三色激勵值??刂颇K432然后確定測量到的CIE 1931三色激勵值與參考CIE1931三色激勵值之間的差異,并且相應(yīng)地調(diào)整特定于顏色的控制信號。
圖5示出了操作照明系統(tǒng)的方法的處理流程圖。在塊560處,驅(qū)動信號被提供給包括至少一個熒光體轉(zhuǎn)換白色LED和多個彩色LED的光源。在塊562處,檢測到響應(yīng)于驅(qū)動信號而生成的光。在塊564處,響應(yīng)于所檢測到光的來生成反饋信號。在塊566處,調(diào)整被提供給光源的驅(qū)動信號。
雖然照明系統(tǒng)100被描述為LCD面板的背光照明,但是照明系統(tǒng)可被使用在任何其他照明應(yīng)用中,而不限于LCD面板的背光照明。
提供反饋信號并響應(yīng)于反饋信號基于每個顏色來調(diào)整彩色LED的光譜反饋控制系統(tǒng)106的其他實施例也是可能的。
雖然圖1所示的光源104包括熒光體轉(zhuǎn)換白色LED和非熒光體轉(zhuǎn)換彩色LED的特定組合,但是其他組合也是可能的。圖6A~圖6E中示出了具有熒光體轉(zhuǎn)換白色LED和非熒光體轉(zhuǎn)換彩色LED的不同組合的光源的另外的示例。圖6A示出了包括發(fā)出近白色(OW)光的熒光體轉(zhuǎn)換白色LED 110與分別發(fā)出紅光、綠光和藍光的非熒光體轉(zhuǎn)換彩色LED 112的組合的光源104的實施例。圖6B示出了包括發(fā)出近白色光的熒光體轉(zhuǎn)換白色LED與發(fā)出紅光的非熒光體轉(zhuǎn)換彩色LED 112的組合的光源104的實施例。圖6C示出了包括發(fā)出白光的熒光體轉(zhuǎn)換白色LED 110與分別發(fā)出紅光和綠光的非熒光體轉(zhuǎn)換彩色LED 112的組合的光源104的實施例。圖6D示出了包括發(fā)出近白色光的熒光體轉(zhuǎn)換白色LED 110與分別發(fā)出紅光和綠光的非熒光體轉(zhuǎn)換彩色LED 112的組合的光源104的實施例。圖6E示出了包括發(fā)出白光的熒光體轉(zhuǎn)換白色LED 110與分別發(fā)出青色光和琥珀色光的非熒光體轉(zhuǎn)換彩色LED 112的組合的光源104的實施例。
在參考圖1~圖4B描述的實施例中,控制信號和驅(qū)動信號被描述為基于每個顏色來控制LED的特定于顏色的控制信號和特定于顏色的驅(qū)動信號。在可替換的實施例中,控制信號和驅(qū)動信號可以基于組來生成。就是說,熒光體轉(zhuǎn)換白色LED和/或非熒光體轉(zhuǎn)換彩色LED的不同組合可以以組來一起控制。例如,在包括如圖1配置的光源104的實施例中,可以結(jié)合一些或所有的白色LED來控制紅色LED、可以結(jié)合一些或所有的白色LED來控制綠色LED,并且可以結(jié)合一些或所有的白色LED來控制藍色LED。用公共控制信號(例如,紅+白控制信號、綠+白控制信號,以及藍+白控制信號)來控制成組的LED?;诮M來控制LED(例如,用熒光體轉(zhuǎn)換白色LED和非熒光體轉(zhuǎn)換彩色LED的不同組合)的一個好處是照明系統(tǒng)可以被容易地被集成到已經(jīng)為僅有紅色、綠色和藍色LED的照明系統(tǒng)而配置的更大的系統(tǒng)。例如,在許多應(yīng)用中,當(dāng)如參照圖7A和圖8A所描述地來控制LED時,可以使用相同的控制器、顏色傳感器、驅(qū)動器和電路板。具體地,可以如參照圖1、圖7A和圖8A描述的使用三個控制通道而不是四個控制通道,來控制具有熒光體轉(zhuǎn)換白色LED和非熒光體轉(zhuǎn)換的紅色、綠色和藍色LED的組合的照明系統(tǒng)。
如上所述,控制器122響應(yīng)于特定于顏色的反饋信號來生成控制信號。在可替換的實施例中,控制器生成被用來控制包括不同的熒光體轉(zhuǎn)換白色LED和/或非熒光體轉(zhuǎn)換彩色LED的組合的LED組的特定于組的控制信號。例如,圖7A示出了生成特定于組的下述控制信號的控制器,所述控制信號包括用于控制紅色LED和至少一部分白色LED的紅+白控制信號、用于控制綠色LED和至少一部分白色LED的綠+白控制信號,以及用于控制藍色LED和至少一部分白色LED的藍+白控制信號。圖7B示出了生成特定于組的下述控制信號的控制器,所述控制信號包括用于控制紅色LED和至少一部分近白色LED的紅+近白色控制信號、用于控制綠色LED的綠色控制信號、用于控制藍色LED的藍色控制信號,以及用于控制至少一部分近白色LED的近白色控制信號。雖然參照圖7A和圖7B描述了包括至少一個特定于組的控制信號的控制信號的兩種組合,但是其他示例組合是可預(yù)期的。
如上所述,驅(qū)動器124將從控制器122接收到的控制信號轉(zhuǎn)換為驅(qū)動光源104的驅(qū)動信號。在一個實施例中,驅(qū)動器生成被用來驅(qū)動下述LED組的特定于組的驅(qū)動信號,所述組包括熒光體轉(zhuǎn)換白色LED和非熒光體轉(zhuǎn)換彩色LED的組合。例如,圖8A示出了生成特定于組的下述驅(qū)動信號的驅(qū)動器,所述驅(qū)動信號包括用于驅(qū)動紅色LED和至少一部分白色LED的紅+白驅(qū)動信號、用于驅(qū)動綠色LED和至少一部分白色LED的綠+白驅(qū)動信號,以及用于驅(qū)動藍色LED和至少一部分白色LED的藍+白驅(qū)動信號。圖7B示出了生成特定于組的下述驅(qū)動信號的驅(qū)動器,所述驅(qū)動信號包括用于驅(qū)動紅色LED和至少一部分近白色LED的紅+近白色驅(qū)動信號、用于驅(qū)動綠色LED的綠色驅(qū)動信號、用于驅(qū)動藍色LED的藍色驅(qū)動信號,以及用于驅(qū)動近白色LED的近白色驅(qū)動信號。雖然參照圖8A和圖8B描述了包括至少一個特定于組的驅(qū)動信號的驅(qū)動信號的兩種組合,但是其他示例組合是可預(yù)期的。
圖9示出了用于操作根據(jù)本發(fā)明的照明系統(tǒng)的方法的處理流程圖。在塊902處,驅(qū)動信號被提供給包括至少一個熒光體轉(zhuǎn)換白色發(fā)光二極管(LED)和至少一個非熒光體轉(zhuǎn)換彩色LED的光源,以生成白光。在塊904處,檢測響應(yīng)于驅(qū)動信號而生成的白光。在塊906處,響應(yīng)于檢測到的光而生成反饋信號。在塊908處,響應(yīng)于反饋信號來調(diào)整被提供給光源的驅(qū)動信號。
雖然已經(jīng)描述并示出了本發(fā)明的特定實施例,但是本發(fā)明不限于所描述和說明的部分的特定形式或布置。本發(fā)明的范圍將由所附的權(quán)利要求書和其等同物來限定。
權(quán)利要求
1.一種照明系統(tǒng),包括光源,所述光源包括至少一個熒光體轉(zhuǎn)換白色發(fā)光二極管和至少一個非熒光體轉(zhuǎn)換彩色發(fā)光二極管;以及光譜反饋控制系統(tǒng),被配置為驅(qū)動所述光源以輸出白光,檢測從所述光源輸出的白光,以及響應(yīng)于所述光檢測來調(diào)整從所述光源輸出的白光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng),其中,所述至少一個熒光體轉(zhuǎn)換白色發(fā)光二極管包括發(fā)出白光或近白色光的發(fā)光二極管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的照明系統(tǒng),其中,所述至少一個非熒光體轉(zhuǎn)換彩色發(fā)光二極管包括發(fā)出紅光、綠光、藍光、青色光以及琥珀色光中的一種的發(fā)光二極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng),其中,所述光譜反饋控制系統(tǒng)還包括顏色傳感器,所述顏色傳感器被配置為提供用于控制發(fā)光二極管的特定于顏色的反饋信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng),其中,所述光譜反饋控制系統(tǒng)還包括顏色傳感器,所述顏色傳感器被配置為提供用于基于每個顏色來控制非熒光體轉(zhuǎn)換彩色發(fā)光二極管的特定于顏色的反饋信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng),其中,所述光譜反饋控制系統(tǒng)還包括顏色傳感器,所述顏色傳感器被配置為提供用于基于每個組來控制發(fā)光二極管的特定于顏色的反饋信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的照明系統(tǒng),其中,組包括至少一個熒光體轉(zhuǎn)換白色發(fā)光二極管和至少一個非熒光體轉(zhuǎn)換彩色發(fā)光二極管的組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng),其中,所述光譜反饋控制系統(tǒng)包括控制器,所述控制器被配置為基于每個顏色來控制發(fā)光二極管,以保持從所述光源輸出的白光的亮度和色度特性。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng),其中,所述光譜反饋控制系統(tǒng)包括控制器,所述控制器被配置為基于每個組來控制發(fā)光二極管,以保持從所述光源輸出的白光的亮度和色度特性。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的照明系統(tǒng),其中,組包括至少一個熒光體轉(zhuǎn)換白色發(fā)光二極管和至少一個非熒光體轉(zhuǎn)換彩色發(fā)光二極管的組合。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng),其中,所述光譜反饋控制系統(tǒng)包括顏色傳感器,被配置為提供特定于顏色的反饋信號;控制器,被配置為響應(yīng)于所述特定于顏色的反饋信號來生成控制信號;以及驅(qū)動器,被配置為響應(yīng)于所述控制信號來生成驅(qū)動信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng),其中,所述光譜反饋控制系統(tǒng)包括顏色傳感器,被配置為提供特定于顏色的反饋信號;控制器,被配置為響應(yīng)于所述特定于顏色的反饋信號來生成特定于顏色的控制信號;以及驅(qū)動器,被配置為響應(yīng)于所述特定于顏色的控制信號來生成特定于顏色的驅(qū)動信號。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng),其中,所述光譜反饋控制系統(tǒng)包括顏色傳感器,被配置為提供特定于顏色的反饋信號;控制器,被配置為響應(yīng)于所述特定于顏色的反饋信號來生成特定于組的控制信號;以及驅(qū)動器,被配置為響應(yīng)于所述特定于組的控制信號來生成特定于組的驅(qū)動信號;其中,組包括至少一個熒光體轉(zhuǎn)換白色發(fā)光二極管和至少一個非熒光體轉(zhuǎn)換彩色發(fā)光二極管的組合。
14.一種用于操作照明系統(tǒng)的方法,包括向包括至少一個熒光體轉(zhuǎn)換白色發(fā)光二極管和至少一個非熒光體轉(zhuǎn)換彩色發(fā)光二極管的光源提供驅(qū)動信號,以生成白光;檢測響應(yīng)于所述驅(qū)動信號而生成的白光;響應(yīng)于所述檢測到的光來生成反饋信號;以及響應(yīng)于所述反饋信號來調(diào)整被提供給所述光源的驅(qū)動信號。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法,其中,生成反饋信號包括生成特定于顏色的反饋信號。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法,其中,調(diào)整驅(qū)動信號包括響應(yīng)于所述特定于顏色的反饋信號,基于每個顏色來調(diào)整用于彩色發(fā)光二極管的驅(qū)動信號。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法,其中,調(diào)整驅(qū)動信號包括響應(yīng)于所述特定于顏色的反饋信號,基于每個組來調(diào)整用于發(fā)光二極管的驅(qū)動信號。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法,其中,調(diào)整驅(qū)動信號包括響應(yīng)于所述特定于顏色的反饋信號,基于每個組來調(diào)整用于發(fā)光二極管的驅(qū)動信號,其中,組包括至少一個熒光體轉(zhuǎn)換白色發(fā)光二極管和至少一個非熒光體轉(zhuǎn)換彩色發(fā)光二極管的組合。
19.一種照明系統(tǒng),包括液晶顯示器面板;與所述液晶顯示器面板進行光通信的光源,所述光源包括至少一個熒光體轉(zhuǎn)換白色發(fā)光二極管和至少一個非熒光體轉(zhuǎn)換彩色發(fā)光二極管;以及光譜反饋控制系統(tǒng),被配置為驅(qū)動所述光源以輸出白光,檢測從所述光源輸出的白光,以及響應(yīng)于所述光檢測來調(diào)整從所述光源輸出的白光。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的照明系統(tǒng),其中,所述至少一個熒光體轉(zhuǎn)換發(fā)光二極管包括發(fā)出白光或近白色光的發(fā)光二極管。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的照明系統(tǒng),其中,所述至少一個非熒光體轉(zhuǎn)換彩色發(fā)光二極管包括發(fā)出紅光、綠光、藍光、青色光以及琥珀色光中的一種的發(fā)光二極管
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的照明系統(tǒng),其中,所述光譜反饋控制系統(tǒng)被配置為基于每個顏色來控制彩色發(fā)光二極管。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的照明系統(tǒng),其中,所述光譜反饋控制系統(tǒng)被配置為基于每個組來控制發(fā)光二極管,其中,組包括至少一個熒光體轉(zhuǎn)換白色發(fā)光二極管和至少一個非熒光體轉(zhuǎn)換彩色發(fā)光二極管的組合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于生成白光的系統(tǒng)和方法,包括使用熒光體轉(zhuǎn)換白色發(fā)光二極管和非熒光體轉(zhuǎn)換彩色發(fā)光二極管的組合來產(chǎn)生白光,以及響應(yīng)于反饋信號來調(diào)整所發(fā)出的光。使用熒光體轉(zhuǎn)換白色發(fā)光二極管和非熒光體轉(zhuǎn)換彩色發(fā)光二極管的組合來生成白光產(chǎn)生了具有改善的顯色指數(shù)和寬光譜功率分布的白光。響應(yīng)于反饋來調(diào)整所發(fā)出的光允許當(dāng)發(fā)光二極管的性能隨時間改變時控制白光的亮度和色度特性。可以基于每個顏色和/或基于每個組來調(diào)整所發(fā)出的光,其中一組發(fā)光二極管包括至少一個熒光體轉(zhuǎn)換白色發(fā)光二極管和至少一個非熒光體轉(zhuǎn)換彩色發(fā)光二極管。
文檔編號G05D25/02GK1968556SQ200610083508
公開日2007年5月23日 申請日期2006年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月14日
發(fā)明者林練力, 李永作, 伍啟元 申請人:安捷倫科技有限公司