用于辐照度阶跃响应输出的LED输出响应抑制

相关申请的交叉引用

本发明要求于2014年6月19提交的题为“用于辐照度阶跃响应输出的LED输出响应抑制”的美国申请号14/309,761的优先权，为用于所有目的，其全部内容通过引用并入至本文中。

技术领域

本文描述涉及用于改善发光二极管(LED)的辐照度和/或照度响应的系统和方法。本方法和系统尤其适用于以阶跃的方式受控输出的照明阵列。

背景技术

固态照明器件在住宅和商业应用中有许多用途。某些类型的固态照明器件可以包括激光二极管和发光二极管(LED)。紫外线(UV)固态照明器件可以用于固化光敏介质，例如涂层，包括油墨、粘合剂、防腐剂等。光敏介质的固化时间可以对用于光敏介质的光的强度和/或光敏介质暴露于来自固态照明器件的光的时间量敏感。然而，固态照明器件的输出可随着器件的结温和其他条件而变化使得在固化过程中其难以提供均匀的输出。因此，从照明器件提供更连续和均匀的输出使得工件的固化时间可以更精确的控制是可取的。

发明人在此已经认识到了上述缺点并且已经研发出一种用于操作一个或多个发光器件的方法，包括：响应于一个或多个发光器件所请求的输出中的阶跃变化,当电压或电流的阶跃变化施加到一个或多个发光器件时，响应基于一个或多个发光器件的输出中的一个或多个参数来调节提供给一个或多个发光器件的电流，电流或电压的阶跃变化不与一个或多个发光器件所请求的输出中的阶跃变化同时发生。

当阶跃电流或电压施加到照明阵列时，通过基于照明阵列的响应来控制电流通过照明阵列，可以更精确的遵循照明阵列输出中的阶跃响应。因此，来自照明阵列更均匀的输出可以在照明阵列的操作期间输出。例如，当照明阵列响应于激活照明阵列而被初始激活时照明阵列的输出可以更强烈。然而，在初始激活之后随着时间推移，照明阵列的输出可以衰减并收敛到期望的照明阵列输出。当照明阵列通过施加到照明阵列的电压或电流中的阶跃变化激活的时候，参数，例如最初相对于稳态辐照度输出的辐照度超调百分比以及照明阵列到达稳态温度光输出的一半的时间，均可以是控制电流流进照明阵列的基础，使得照明阵列(如辐照度)的输出接近期望的照明阵列输出中的阶跃变化。因此，照明阵列的未调节响应可以是用于调节照明阵列输出的基础。

本说明书可以提供一些优点。具体地说，该方法可以提高照明系统的输出一致性。另外，可以提供该方法而不尝试反馈照明阵列输出，从而简化照明阵列电流控制。此外，该方法可以同时提供所请求的照明系统输出中的阶跃增加和减少。

当单独或结合附图时，通过下面的详细描述，本说明书的上述优点和其他优点，以及特征将是显而易见的。

应当理解到，提供上述概要是为了以简化的形式介绍在具体描述中进一步描述的概念的选择。这并不意味着要确定所要求保护的主题的关键或必要特征，本发明的范围由具体描述之后的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题并不限于解决上述或在本公开的任何部分中提到的任何缺点的实现。

附图说明

图1为照明系统的示意图；

图2-3为图1中所示照明系统的示例性电流调节系统的示意图；

图4为图1-3中所示的照明系统的示例性模拟响应的绘制图；且

图5为控制照明系统的输出的示例性方法。

具体实施方式

本说明书涉及具有多个电流输出量的照明系统。图1示出了提供调节的可变电流控制的一个示例性照明系统。可以通过图2-3中所示的示例性电路提供照明电流控制。此处所描述的电流控制可以提供如图4所示的照明响应。照明系统可以根据图5中的方法操作。在各种电气图的组件之间显示的电气互连表现为所说明的器件之间的电流路径。

现在参考图1，示出了根据本文所述的系统和方法的光反应系统10的框图。在这个例子中，光反应系统10包括照明子系统100，控制器108，电源102以及冷却子系统18。

照明子系统100可以包括多个发光器件110。发光器件110可以是，例如，LED器件。实施对多个发光器件110的选择以提供辐射输出24。辐射输出24指向工件26。返回的辐射28可以从工件26被引导回照明子系统100(如通过辐射输出24的反射)。

辐射输出24可以通过耦合光学器件30被引导至工件26。耦合光学器件30，如果使用的话，可以有不同的方法实现。举个例子，耦合光学器件可以包括一个或多个插入至提供辐射输出24的发光器件110和工件26之间的层，材料或其他结构。举个例子，耦合光学器件30可以包括微透镜阵列以增强聚集，聚光，准直或其他增强辐射输出24的品质或有效量。作为另一个示例，耦合光学器件30可以包括微反射镜阵列。在采用这种微反射镜阵列中，每一个提供辐射输出24的半导体器件可以一对一的设置在相应的微反射镜中。

每一层，材料或其他结构可以有选定的折射率。通过适当地选择每个折射率，可以选择性地控制层辐射输出24的路径(和/或返回的辐射28)中的层，材料和其他结构之间的界面处的反射。举个例子，通过控制设置在半导体器件与工件26之间的选定界面处的折射率的差异，界面处的反射可以减少，消除，或最小化，从而增强在该界面处的辐射输出的透射，用于最终传递到工件26。

耦合光学器件30可以用于各种目的。示例性的目的包括，其中单独或结合地，保护发光器件110，保留与冷却子系统18相关联的冷却流体，收集，凝聚和/或准直辐射输出24，收集，引导或拒绝返回的辐射28，或用于其他目的。作为另一个示例，光反应系统10可以采用耦合光学器件30从而增强辐射输出24的有效品质或量，特别是在其被传送到工件26时。

选定的多个发光器件110可以通过耦合电子器件22耦合到控制器108，从而向控制器108提供数据。正如下面进一步描述的，控制器108也可以，例如通过耦合电子器件22，实施为控制这些提供数据的半导体器件。

控制器108优选地也可以连接到，且实施为控制，每一个电源102和冷却子系统18。此外，控制器108可以从电源102和冷却子系统18接收数据。

由控制器108从一个或多个电源102、冷却子系统18、照明子系统100接收的数据，可以是各种类型。举个例子，该数据可以分别表示与耦合的半导体器件110相关联的一个或多个特性。举个例子，该数据可以表示与提供数据的相应组件12、102、18相关联的一个或多个特性。作为另一个示例，该数据可以表示与工件26相关联的一个或多个特性(如表示被引导至工件的辐射输出能量或光谱分量)。此外，该数据可以表示这些特性的某些组合。

控制器108，在收到任何此类数据时，可以实施为响应该数据。例如，响应于来自任何此类组件的这些数据，控制器108可以实施为控制一个或多个电源102、冷却子系统108，和照明子系统100(包括一个或多个此类耦合的半导体器件)。举个例子，当响应于来自照明子系统的数据表明光能在与工件相关联的一个或多个点是不足时，控制器108可以择一实施为(a)增加对一个或多个半导体器件110的电流和/或电压的电源供应，(b)通过冷却子系统18增加对照明子系统的冷却(即，某些发光器件，如果被冷却，则提供更大的辐射输出)，(c)增加向这些设备供电的时间，或(d)上述的组合。

照明子系统100的各个半导体器件110(如LED器件)可以由控制器108独立地控制。例如，控制器108可以控制一个或多个单独的LED器件的第一组的发射具有第一强度、波长等的光，同时控制一个或多个单独的LED器件的第二组以发射具有不同强度，波长等的光。一个或多个单独的LED器件的第一组可以在半导体器件110的相同阵列中，或可以来自多于一个由半导体器件110组成的阵列。半导体器件110的阵列也可以由从照明子系统100中的(经由控制器108)其他半导体器件110的阵列中的控制器108独立地控制。例如，可以控制第一阵列的半导体器件发射第一强度、波长等的光，同时控制第二阵列的其他器件发射第二强度、波长等的光。

作为另一个例子，在第一组条件下(如对于特定工件，光反应，和/或一组操作条件)控制器108可以操作光反应系统10实施第一控制策略，其中在第二组条件下(如对于特定工件，光反应，和/或一组操作条件)控制器108可以操作光反应系统10实施第二控制策略。正如上文所描述的，第一控制策略可以包括操作由一个或多个单独的半导体器件(如LED器件)组成的第一组以发射第一强度、波长等的光，同时操作由一个或多个单独的LED器件组成的第二组发射第二强度、波长等的光。LED器件的第一组可以是与第二组相同的LED器件组，并且可以横跨一个或多个的LED器件阵列，或可以是与第二组不同的LED器件组，并且LED器件的不同组可以包括来自第二组的由一个或多个LED器件组成的子分组。

冷却子系统18实施为管理照明子系统100的热行为。例如，通常，冷却子系统18提供此类子系统12的冷却且，更具体的说，提供半导体器件110的冷却。冷却子系统18也可以实施为冷却工件26和/或工件26与光反应系统10(如，特别是，照明子系统100)之间的空间。例如，冷却子系统18可以是空气或其他流体(如，水)冷却系统。

光反应系统10可以用于各种目的。示例包括，但不限于此，范围从油墨印刷到DVD和光刻工艺的固化应用。通常，采用光反应系统10的应用具有相关的参数。即，应用可以包括如下相关联的操作参数：在一个或多个波长处，提供一个或多个水平的辐射功率，施加一个或多个时间段。为了适当地完成与该应用相关联的光反应，光功率可能需要按一个或多个这些参数(和/或对于某一次，多次或次数范围)以一个或多个预定水平或以上传送在工件处或工件附近。

为了遵循预期应用的参数，提供辐射输出24的半导体器件110可以根据与该应用的参数(如，温度，光谱分布以及辐射功率)相关联的各种特性来操作。同时,半导体器件110可以具有某些操作规范,其可以与半导体器件的加工(其中,可以是为了防止破坏和/或防止器件的退化)相关联。光反应系统10的其他组件也可以具有相关的操作规范。其中，这些规范可以包括用于操作温度和应用的电功率的范围(如最大和最小)。

相应地，光反应系统10支持应用的参数监控。此外，光反应系统10可设置为用于监控半导体器件110，包括他们各自的特性和规范。此外，光反应系统10也可设置为用于监控光反应系统10的选定的其他组件，包括他们各自的特性和规范。

提供这些监控能够验证系统的正确操作使得光反应系统10的操作可以可靠地评估。例如，该系统10可能以不期望的方式操作关于一个或多个应用的参数(如温度，辐射功率，等)、与这些参数相关联的任何组件特性，和/或任何组件的相应操作规范。提供的该监控可以响应于并且根据由控制器108接收的数据由一个或多个系统的组件实施。

监控还可以支持对所述系统操作的控制。例如，一种控制策略可以通过控制器108接收且响应来自一个或多个系统组件的数据来实现。这种控制，如上所述，可以直接(例如通过经由指向该组件的控制信号，基于关于该组件操作的数据来控制组件)或间接(如通过经由指向其他组件的调节操作的控制信号来控制组件的操作)地实现。例如，半导体器件的辐射输出可以间接地通过指向电源102的控制信号来调节，该控制信号调节施加至照明子系统100的电力；和/或通过指向冷却子系统18的控制信号来调节，该控制信号调节施加至照明子系统100的冷却。

可以采用控制策略来实现和/或增强系统的正确操作和/或应用的性能。在更具体的示例中，控制也可以用于实现和/或增强所述阵列的辐射输出和其工作温度之间的平衡，从而，如，以防止加热半导体器件110或半导体器件110的阵列超出他们的规范，同时还可以将足够的辐射能量引导至工件26以正确的完成所述应用的光反应。

在某些应用中，高辐射功率可以传递至工件26。相应地，可以使用发光半导体器件110的阵列来实施子系统12。例如，可以使用高密度，发光二极管(LED)阵列来实施子系统12。尽管LED阵列可以被使用并在本文中详细描述，应当理解到半导体器件110，以及其阵列，可以在不脱离本发明的原理下使用其他发光技术(示例性的其他发光技术包括，但不限于此，有机发光二极管，激光二极管，其他半导体激光器)来实现。

多个半导体器件110可以以阵列20或多个阵列之一的阵列的形式来提供。阵列20可以被实施为使得一个或多个，或大多数半导体器件110被配置为提供辐射输出。同时，虽然，一个或多个阵列的半导体器件110被实施为提供阵列的特性中的选定特性的监控。监控器件36可以从阵列20的器件中选定且，例如，可以具有与其他发光器件相同的结构。例如，发射和监控之间的差异可以由与特定半导体器件相关联的耦合电子器件22决定(如，以基本的形式，LED阵列可以在耦合电子器件提供反向电流处具有监控LED，且在耦合电子器件提供正向电流处具有发射LED)。

此外，基于耦合电子器件，阵列20中选定的半导体器件可以是多功能器件和多模器件中的一者或两者，其中(a)多功能器件能够检测多于一个特性(如，辐射输出，温度，磁场，振动，压力，加速度和其他机械力或变形之一)并且可以根据应用参数或其他决定性因素来切换这些检测功能并且(b)多模器件能够发射，探测和其他模式(如关闭)且可以根据应用参数或其他决定性因素来切换模式。

参照图2，示出了可以提供变化量的电流的第一照明系统电路的框图。照明系统100包括一个或多个发光器件110。在这个示例中，发光器件110是发光二极管(LED)。每一个LED110包括阳极201和阴极202。图1中所示的开关电源102通过路径或导线264向电压调节器204提供48V直流电源。电压调节器204通过导线或路径242向LED110的阳极201提供直流电源。电压调节器204还可以通过导线或路径240电耦合到LED110的阴极202。所示电压调节器204参考接地端260并且在一个示例中可以是降压调节器。所示控制器108与电压调节器204电气连通。在其他示例中，如果需要，离散输入生成器件(如，开关)可以替换控制器108。控制器108包括用于执行指令的中央处理单元290。控制器108还包括用于操作电压调节器204和其他器件的输入和输出件(I/O)288。非暂时性可执行指令可以存储在只读存储器292中(如，非暂时性存储器)而变量可以存储在随机存取存储器294中。电压调节器204向LED提供可调电压。

可变电阻器220以场效应晶体管(FET)的形式从控制器108或通过其他输入器件接收强度信号电压。尽管本示例将可变电阻器描述为FET，必须了解到，该电路可以采用其他形式的可变电阻器。

在本示例中，阵列20的至少一个元件包括固态发光元件，如发光二极管(LED)或激光二极管产生光。这些元件可以配置为基底上的单个阵列，基底上的多个阵列，几个连接在一起的基底上的几个阵列等，该几个阵列以单个或多个的形式在该基底上。在一个示例中，发光元件的阵列可以由Phoseon科技公司制造的硅光矩阵^TM(SLM)组成。

图2中所示的电路是闭环电流控制电路208。在闭环电流控制电路208中，可变电阻器220经由导线或路径230通过驱动电路222接收强度电压控制信号。可变电阻器220从驱动器222接收其驱动信号。可变电阻器220和阵列20之间的电压被控制为由电压调节器204确定的期望电压。期望电压值可以由控制器108或其他器件提供，并且电压调节器204将电压信号242控制至在阵列20和可变电阻器220之间的电流路径中提供期望电压的电平。可变电阻器220在箭头245的方向控制电流从阵列20流至电流感测电阻器255。还可以响应于照明器件的类型，工件的类型，固化参数，以及各种其他操作条件来调节期望电压。电流信号可以沿着导线或路径236反馈至控制器108或反馈至用于调节提供给驱动电路222的强度电压控制信号的其他器件，该强度电压控制信号响应由路径236提供的电流反馈。特别是，如果电流信号与期望电流不同的话，增加或减少通过导线230传递的强度电压控制信号以调节通过阵列20的电流。一反馈电流信号指示流过阵列20的电流，该反馈电流信号由导线236引导作为一电压电平，该电压电平随着流过电流感测电阻器255的电流的改变而改变。

在一个示例中，其中可变电阻器220和阵列20之间的电压被调节为恒定电压，电流流过阵列20且通过调节可变电阻器220的电阻来调节可变电阻器220。因此，在本示例中沿着导线240从可变电阻器220输送的电压信号并不到达阵列20。相反，阵列20和可变电阻器220之间的电压反馈随着导线240并到达电压调节器204。然后电压调节器204输出电压信号242至阵列20。因此，电压调节器204调节其输出电压以响应阵列20下游的电压，并且流过阵列20的电流通过可变电阻器220来调节。控制器108可以包括指令，该指令响应于通过导线236作为电压反馈的阵列电流来调节可变电阻器220的电阻值。导线240允许LED110的阴极202，可变电阻器220的输入299(如N沟道MOS的漏极)，电压调节器204的电压反馈输入293之间的电气连通。因此，LED110的阴极202，可变电阻器220的输入端299，以及电压反馈输入293都处于相同的电压电位。

可变电阻器可以采取FET，双极晶体管，数字电位器或任何电可控限流器件的形式。取决于所使用的可变电阻器，驱动电路可以采取不同的形式。闭环系统操作为使得输出电压调节器204保持比操作阵列20的电压高约0.5V。调节器输出电压调节施加到阵列20的电压并且可变电阻器控制流过阵列20的电流至期望的水平。与其他方法相比本电路可以增加照明系统的效率并且减少由照明系统生成的热量。在图2所示的例子中，通常可变电阻器220产生在0.6V范围内的电压降。然而，根据可变电阻器的设计，可变电阻器220处的电压降可以少于或多于0.6V。

因此，图2中所示的电路向电压调节器提供电压反馈以控制跨阵列20的电压降。例如，由于阵列20的操作导致跨阵列20的电压降，由电压调节器204输出的电压是阵列20和可变电阻器220之间的期望电压加上跨阵列220的电压降。如果增加可变电阻器220的电阻以减少流过阵列20的电流，则调节(如减少)电压调节器的输出以保持阵列20和可变电阻器20之间的期望电压。另一方面，如果减少可变电阻器220的电阻以增加流过阵列20的电流，则调节(如增加)电压调节器的输出以保持阵列20和可变电阻器20之间的期望电压。用这种方式，可以同时调节跨阵列20的电压和穿过阵列20的电流以从阵列20提供期望光强度输出。在本例中，流过阵列20的电流可以通过位于或定位于阵列20的下游(如在电流方向)和接地参考260的上游的器件(如可变电阻器220)来调节。

在本例中，示出了阵列20，其中对所有的LED一起供电。然而，可以通过增加额外的可变电阻器220(如为每一个被供给受控电流的阵列配备一个)来单独地控制通过LED的不同组的电流。控制器108调节通过每一个可变电阻器的电流以控制通过类似于阵列20的多个阵列的电流。

参照图3，示出了可以提供变化量的电流的第二照明系统电路的框图。图3包括如图2所示的第一照明系统电路的一些相同的元件。图3中与图2所示元件相同的元件用相同的数字标识符标记。为简洁起见，图2和图3中相同元件的描述都删除；然而，图2中元件的描述适用于具有相同数字标识符的图3中的元件。

图3中所示的照明系统包括SLM区域301，其中SLM区域301包括阵列20，阵列20包括LED110。SLM还包括开关308和电流感测电阻器255。然而，如果需要，开关308和电流感测电阻器可以包括在电压调节器304中或作为控制器108的一部分。电压调节器304包括由电阻器313和电阻器315组成的分压器310。导线340使分压器310与LED110的阴极202和开关308电气连通。因此，LED110的阴极202，开关308的输入端305(如N沟道MOS的漏极)，以及电阻器313和315之间的节点321都处于相同的电压电平。开关308仅在打开或闭合状态下操作，并且其并不作为具有能够线性或成比例调节的电阻的可变电阻器一样操作。此外，在一个示例中，开关308具有与图2中所示的可变电阻器220的0.6V Vds相比为0V的Vds。

图3中所示的照明系统电路还包括误差放大器326，其中误差放大器326接收由电流感测电阻器255所测量的经由导线340的指示通过阵列20的电流的电压。误差放大器326也从控制器108或其他经由导线319的器件接收参考电压。提供误差放大器326的输出至脉宽调制器(PWM)328的输入。提供PWM的输出至降压级调节器330，且降压级调节器330从阵列20的上游位置调节提供至经调节的DC电源(如图1中的102)和阵列20之间的电流。

在一些示例中，通过位于阵列20或阵列20上游(如电流方向)的器件而不是如图2中所示的阵列20的下游位置调节电流至阵列是可取的。在图3的示例照明系统中，通过导线340提供反馈信号的电压直接到达电压调节器304。可以从控制器108通过导线319提供电流需求，其中电流需求可以是强度电压控制信号的形式。该信号变成参考信号Vref，并且其被应用于误差放大器326而不是用于可变电阻器的驱动电路。

电压调节器304从阵列20的上游位置直接控制SLM电流。特别是，当SLM通过打开开关308而被禁用时，电阻分压网络310使降压级调节器330作为监控降压级调节器330的输出电压的传统降压调节器操作。SLM可以选择性地从导线302接收使能信号，其中使能信号闭合开关308并且激活SLM以提供照明。当SLM使能信号应用于导线302时，降压级调节器330不同地操作。具体来说，不像更典型的降压调节器，降压调节器控制负载电流、至SLM的电流，以及被推动通过SLM的电流量。特别是，当开关308闭合时，通过阵列20的电流由基于在节点321形成的电压确定。

在节点321处的电压是基于流过电流感测电阻器255的电流和流进分压器310的电流。因此，在节点321处的电压表示流过阵列20的电流。表示SLM电流的电压可以与由控制器108通过导线319提供的表示流过SLM的期望电流的参考电压相比较。如果SLM电流与期望的SLM电流不同，那么误差电压在误差放大器326的输出处产生。误差电压调节PWM发生器328的占空比并且来自PWM发生器328的脉冲串控制降压级330内的线圈充电时间和放电时间。线圈充电和放电的时序调节电压调节器304的输出电压。可以通过调节从电压调节器304输出并提供给阵列20的电压来调节流过阵列20的电流。如果需要额外的阵列电流，则增加电压调节器304输出的电压。如果需要减小的阵列电流，则减小电压调节器304输出的电压。

因此，图1-3所示的系统提供了用于操作一个或多个发光器件的系统，包括：包含反馈输入的电压调节器，该电压调节器与一个或多个发光器件电气连通；以及包含非暂时性指令的控制器，以响应一个或多个发光器件的输出中所请求的阶跃增加而向一个或多个发光器件提供受抑制的电流。该系统包括，其中受抑制的电流的曲线(profile)设为基于一个或多个发光器件在发光器件稳态温度下到达一个或多个发光器件的辐照度输出的一半的时间。

该系统还包括，其中受抑制的电流的曲线设为基于一曲率，该曲率表明一个或多个发光器件的辐照度收敛到稳态值的速率。该系统包括，其中受抑制的电流曲线设为基于当一个或多个发光器件处于热稳态结温时的电流。该系统包括附加指令，以调节可变电阻器提供受抑制的电流曲线，并且还包括响应于一个或多个发光器件的输出中所请求的阶跃减小而将电流放大到一个或多个发光器件的附加指令(例如，增加到大于所选择的电流Ieq的值)。该系统还包括输出对应于受抑制的电流响应的电压的附加指令。

现在参考图4，示出了照明系统的示例性模拟响应的绘制图。图4中的绘制图包括在绘制图左侧上的第一Y轴和绘制图右侧上的第二Y轴。第一Y轴表示归一化辐照度且第二Y轴表示LED结温。X轴表示时间并且时间从绘制图的左侧至绘制图的右侧增加。时间随着时间T0开始并且增加至X轴的右侧。当图5中的方法不再用于控制照明阵列输出时，阵列的照明输出在时间T2到达稳态值。

绘制图包括三条曲线402-406。当根据图5中的方法控制照明阵列电流时，曲线402表示响应于所请求的照明阵列输出中的阶跃变化的阵列20的辐照度。当在没有根据图5中方法的电流控制的情况下将功率施加至阵列20时，曲线404表示响应于所请求的照明阵列输出中的阶跃变化的阵列20的辐照度，与曲线402所请求的照明阵列输出中的阶跃变化相同。最后，曲线406表示响应于与曲线402所请求的照明阵列输出中相同的阶跃变化的LED结温。所请求的照明阵列输出中的阶跃变化在时间T0开始。

可以观察到，曲线402紧跟所请求的照明阵列输出中的阶跃变化。然而，曲线404显示，照明阵列辐照度最初超过期望输出(如值1)然后随着LED结温增加而衰减至期望输出。因此，当不再根据图5中的方法控制照明阵列电流时，照明阵列输出可以比响应于增加照明阵列输出的请求所期望的更大。因此，如果响应于对附加照明阵列输出的请求而简单地增加电压和/或电流，当不使用图5中的方法时，照明阵列输出可能超过期望水平。

当不使用图5中的方法控制阵列电流时，照明阵列输出从增加照明阵列强度的请求发生(如T0时刻)至到达稳态温度照明辐照度输出的一半的时间是垂直标记T0和T1的时间总和。该时间总和可以表示为t1/2max。当不使用图5中的方法控制阵列电流时，照明阵列输出从增加照明阵列强度的请求发生至到达稳态的指数衰减率简称曲率且其可以由指数参数表示为c。参数c描述曲线404的420处的衰减率。

因此，图4示出了，图5中的方法允许响应于增加照明阵列输出的请求的照明阵列输出的更均匀的变化。图5中的方法提供响应于期望照明阵列输出中的阶跃变化的辐照度输出中的近似的阶跃。

现在参考图5，示出了控制照明系统输出的方法。图5中的方法可以应用于如图1-4中所示的系统。该方法可以作为可执行的指令存储在控制器的非暂时性存储器中。此外，图5中的方法可以操作如图4中所示的照明阵列。

在502处，方法500判断LED当前是否受控点亮或LED是否已经被激活。在一个示例中，方法500可以判断LED是否响应于控制器输入而在当前正受控点亮或已经激活。控制器输入可以与按钮或操作者控制连接。如果LED正受控点亮或如果LED已经被激活则控制器输入可以是数值1。如果方法500判断LED正受控点亮，或LED已经点亮，答案为是则方法500进行到504。否则，答案为否则方法500进行退出。

在504处，方法500判断LED是否受控从关闭状态至全功率。在一个示例中，方法500判断是否LED基于所请求的辐照度或照度(如从0到100％功率)和所请求的辐照度或照度的先前值受控至全功率。如果所请求的辐照度或照度从0变为百分之一百，答案为是则方法500进行到506。否则，答案为否的话则方法500进行退出。

在506处，方法500确定当以全光强度操作(如全功率)照明阵列时照明阵列到达最终稳态温度的一半的时间。该变量可以表示为t_1/2max。在一个示例中，该时间根据经验决定并存储到存储器的表或函数中。方法500检索照明阵列到达最终稳态温度一半的时间并进行到508。

在508，方法500确定照明阵列辐照度的初始抑制。抑制参数可以表示为d₀。抑制参数可以根据经验确定并存储到存储器。初始抑制可以通过将初始光输出辐照度除以预测的稳态光输出辐照度来确定。例如，如果灯在第一次打开(相对于稳态)时发出比10％更高的光输出，那么80％的d₀由下式给出：d₀(80％)＝0.8/0.9，其中d₀(100％)＝0.9。方法500检索抑制参数并进行到510。

在510处，方法500从存储器查找曲率用于照明阵列辐照度在所请求的照明强度处收敛至稳态辐照度。该曲率可以根据经验决定并存储到存储器。在一个示例中，通过调节阶跃方程514中的c参数实验性地确定曲率c使得照明阵列电流使照明阵列输出接近阶跃响应。c的值通常在1到2.5的范围内。方法500从存储器检索曲率值并进行到512。

在512，方法500确定当为照明阵列提供全功率且在热稳态条件下操作时的照明阵列电流。照明阵列电流可以根据经验确定并存储到存储器。方法500在热稳态条件下检索照明阵列电流并进行到514。

在514处，自使用电流抑制来使LED受控完全点亮后，方法500按随时间的函数来调节或提供电流至照明阵列以增加照明输出。在一个示例中，方法500从如下方程确定照明阵列输出：

其中t是从增加照明阵列强度输出的请求起的时间，并且t从0开始，除非照明阵列已正在输出光，t_1/2max是照明阵列输出从开始要求增加照明阵列的强度输出至到达稳态温度照明辐照度输出一半的时间，d₀是初始抑制值，c为一曲率值，其指示光强度输出收敛到所请求的新的稳态值处的速率，I_eq是在热稳态条件下的照明阵列电流，且I(t)是作为时间的函数的照明阵列电流。方法500在增加照明阵列输出的请求之后基于I(t)输出电流指令。在一些示例中，电流指令可以经由传递函数转变为电压，该电压通过传递函数代表所请求的照明阵列电流，其中该传递函数描述了，照明阵列电流为施加至如图2和3所示的照明阵列电流源的输出电压的函数。采用这种方式，方法500响应于照明阵列输出中的阶跃请求而输出受抑制的电流曲线。

电流I_eq是在热稳态条件下的照明阵列电流且其可以由经验确定并存储在由期望的照明阵列输出索引的表或函数中。期望的照明阵列输出可以基于提供给照明阵列的电力、辐照度或照度来指定。所需照明阵列输出中的阶跃变化对表或函数进行索引并且表或函数输出电流I_eq。方法500输出电流至照明阵列并进行退出。

在520，方法500判断是否请求了照明阵列辐照度或照度中的阶跃增加。在一个示例中，方法500判断是否LED在输出中基于所请求的辐照度或照度(如从30％至60％功率)和所请求的辐照度或照度的先前值受控至阶跃增加。如果所请求的辐照度或照度正向变化超过阈值量，答案为是则方法500进行到522。否则，答案为否则方法500进行到540。

在522处，方法500基于照明阵列输出的当前请求变化之前的照明阵列输出来调节阶跃方程514的时间t的起始值。例如，如果照明阵列输出中所请求的变化从全功率的50％至全功率的80％则t＝2*t_1/2max*0.5。采用这种方式，当照明阵列已经正在输出光能时，可以更新t的起始值以调节照明阵列受控电流。方法500调节时间t的起始值并进行到524。

在524，方法500基于所请求的最终光强调节抑制参数d₀。特别是，基于所请求的照明阵列输出的分数量调节全照明阵列输出的d₀的值。例如，如果照明阵列输出请求为全辐照度或照度的80％，在508所确定的d₀值调节如下：d₀(80％)＝1-((1-d₀(100％))*0.8。采用这种方式，当请求增加照明阵列输出时可以调节抑制参数。方法500检索抑制参数并进行到526。

在526处，方法500从存储器查找用于照明阵列辐照度在所请求的照明强度处收敛至稳态辐照度的曲率。该曲率可以根据经验决定并存储到存储器。可以由如步骤510所述确定曲率。方法500从存储器检索曲率值并进行到528。

在528，方法500确定当为照明阵列提供全功率且在热稳态条件下操作时的照明阵列电流。该照明阵列电流可以根据经验确定并存储到存储器。方法500检索在热稳态条件下的照明阵列电流并进行到530。

在530处，自使用电流抑制来控制LED至新的辐照度或照度后，方法500按随时间的函数来调节或提供电流至照明阵列，以增加照明输出。在一个示例中，方法500从步骤514所描述的方程确定照明阵列输出。方法500在请求增加照明阵列输出之后基于I(t)输出电流指令。电流指令可以经由传递函数转变为电压，该电压通过传递函数代表所请求的照明阵列电流，其中该传递函数描述了，照明阵列电流为施加至如图2和3所示的照明阵列电流源的输出电压的函数。采用这种方式，方法500响应于照明阵列输出中的阶跃请求而输出受抑制的电流曲线。方法500输出照明阵列电流并进行退出。

在540，方法500判断是否请求照明阵列辐照度或照度中的阶跃减少。在一个示例中，方法500判断是否LED在输出中基于所请求的辐照度或照度(如从80％到50％功率)和所请求的辐照度或照度的先前值受控至阶跃减少。如果所请求的辐照度或照度负向变化超过阈值量，答案为是则方法500进行到542。否则，答案为否则方法500进行到560。

在542处，方法500基于照明阵列输出中的当前请求变化之前的照明阵列输出来调节阶跃方程550的时间t的起始值。例如，如果对照明阵列输出的所请求的变化从全功率的80％至全功率的50％则t＝2*t_1/2max*0.8。采用这种方式，当照明阵列已正在输出光能时，可以更新t的起始值以调节照明阵列受控电流。方法500调节时间t的起始值并进行到544。

在544，方法500基于所请求的最终光强调节抑制参数d₀。特别是，基于所请求的照明阵列输出的分数量来调节全照明阵列输出的d₀的值。例如，如果照明阵列输出请求为从80％值开始至全辐照度或照度的50％，在508所确定的d₀值调节如下：d₀(50％)＝1-((1-d₀(100％))*0.5。采用这种方式，当请求减少照明阵列输出时可以调节抑制参数。方法500检索抑制参数并进行到546。

在546处，方法500从存储器查找照明阵列辐照度在所请求的照明强度处收敛至稳态辐照度的曲率。曲率可以根据经验决定并存储到存储器。可以如步骤510所述确定曲率。方法500从存储器检索曲率值并进行到548。

在548，方法500确定当为照明阵列提供全功率且在热稳态条件下操作时的照明阵列电流。照明阵列电流可以根据经验确定并存储到存储器。方法500检索在热稳态条件下的照明阵列电流并进行到550。

在550处，自使用电流放大来控制LED至新的辐照度或照度后，方法500按随时间的函数来调节或提供电流至照明阵列，以减少照明输出。在一个示例中，方法500从如下方程确定照明阵列输出：

步骤550的变量与步骤514所述的变量相同。方法500在提供减少照明阵列输出的请求之后基于I(t)输出电流指令以控制照明阵列电流。电流指令可以经由传递函数转变为电压，该电压通过传递函数代表所请求的照明阵列电流，其中该传递函数描述了，照明阵列电流为施加至如图2和3所示的照明阵列电流源的输出电压的函数。电流I_eq在步骤550处被放大以提供电流I(t)。换言之，响应于所请求的辐照度中的减少阶跃，驱动电流I(t)从I_eq被放大(如增加)。采用这种方式，方法500响应于照明阵列输出中的减少阶跃响应而输出放大电流曲线。在输出照明阵列电流之后方法500进行退出。

在560，方法500继续基于先前所请求的辐照度或照度中的变化来提供电流使得提供给照明阵列的电流收敛至热稳态条件下的电流。因此，图5中的方法取决于照明输出是以逐步的方式增加或减少，通过在514处所述的的方程或550处所述的方程，继续控制提供给照明阵列的电流。

采用这种方式，图5中的方法提供一种用于操作一个或多个发光器件的方法，包括：响应于一个或多个发光器件期望辐照度输出中的阶跃变化，对应于在一个或多个发光器件的热稳态条件下的一个或多个发光器件期望辐照度输出，来选择电流；并且当一个或多个发光器件响应于期望辐照度输出中的阶跃变化而不抑制电流时，基于一个或多个发光器件的一个或多个辐照度响应属性来抑制电流；并且输出受抑制的电流至一个或多个发光器件。换言之，由在为照明阵列提供的电压或电流中提供阶跃增加或减少(不需要抑制或放大(如增加)照明阵列电流)所确定的照明响应因素，可以在照明阵列的稍后激活期间，随后应用于抑制或放大照明阵列电流。

在一些示例中，该方法包括，其中基于一个或多个发光器件到达对应于该电流的稳态温度光输出的一半的时间来抑制电流。该方法包括，其中基于一曲率来抑制电流，该曲率指定一个或多个发光器件的辐照度收敛到稳态值的速率。该方法包括，其中该电流基于，当一个或多个发光器件在期望的辐照度输出处，处于热稳态结温时。该方法包括，其中抑制电流包括，响应于所期望的辐照度增加的阶跃变化根据第一方程调节电流。

该方法还包括，其中抑制电流包括，响应于所期望的辐照度减少的阶跃变化根据第二方程调节电流。该方法包括，其中受抑制的电流由可变电阻器提供。该方法包括，其中受抑制的电流由降压级调节器提供。

图5中的方法还包括一种用于操作一个或多个发光器件的方法，包括：响应一个或多个发光器件所请求的输出中的阶跃变化,当电压或电流的阶跃变化施加到一个或多个发光器件的时候，响应基于一个或多个发光器件输出的一个或多个参数来调节提供至一个或多个发光器件的电流，电流或电压的阶跃变化不与所请求的一个或多个发光器件输出中的阶跃变化同时发生。该方法包括，其中该一个或多个参数包括曲率参数。

在一些示例中，该方法包括其中一个或多个参数包括抑制参数。该方法包括，其中阶跃变化是增加的阶跃变化。该方法包括，其中阶跃变化是减少的阶跃变化。该方法进一步包括响应于一个或多个发光器件的初始条件来调节提供给一个或多个发光器件的电流，初始条件不为零。

正如本领域技术人员将理解的，图5中所述的方法可以表示任意数量的处理策略中的一个或多个，如事件驱动，中断驱动，多任务，多线程等等。同样地，所示的各种步骤或功能可以在所示的序列中，以并联，或在一些情况下省略的方式执行。同样地，处理顺序并不一定是实现本文所述的目标，特征以及优势所必须的，而是为了便于说明和描述而提供。虽然没有明确说明，本领域技术人员将认识到，一个或多个所示的步骤或功能可以根据所使用的特定策略而重复执行。此外，所述的行为，操作，方法和/或功能可以生动地表示编程到照明控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码。

以上是详细描述。在不脱离本发明的精神和范围的前提下，本领域技术人员对本文的解读将会在理解上带来许多改变和修改。例如，产生不同波长的光的光源可以利用本说明。