CN101036106B - 带有用于光控制的用户界面的照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及照明装置(1)，它包括发光单元(2)和用于控制发光单元(2)的光色的用户界面(3)。该用户界面(3)包括形如多面体的物体(4)，例如立方体。定位该物体(4)，即选择哪一侧面朝上，用于选择颜色，并且绕该物体(4)所放置的侧面转动用于改变强度设置。用户界面(3)产生输出信号，它是处理单元(9)的输入量。这一处理单元(9)将该信号转化为用于控制发光单元(2)的驱动信号。

Description

带有用于光控制的用户界面的照明装置
技术领域
本发明涉及一种照明装置，它包括发光单元和用于控制发光单元的光色和/或光强度的界面。
本发明还涉及一种用于控制照明装置的用户界面、一种发光单元和由这种用户界面控制的处理单元的组件、以及一种照明装置的控制方法。
背景技术
现在的光源主要只包含一种光色，这些光源的控制包含开关控制或亮度调节。不久的将来，能产生全光谱色光的光源将在所有家庭中都随处可见。根据所处房间或位置的情况，这些种类的光源几乎可用于产生任何颜色和气氛。
除了发光强度或亮度以外，光的颜色也必须受到控制，因此这种光源的控制将比现在更为复杂。对于许多人来说，改变光色其实是一个新生事物，因此其控制单元的易用性极为重要。
WO2004/072840公开了一种用于通过在接触表面上方移动控制构件来控制发光参数的用户界面。这种接触表面确定了控制构件的位置，这种位置给定了发光参数的值。
已有技术的不足在于未能提供方便控制广谱光源的方法。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种能以简便直观的方式加以控制的照明装置。
根据本发明，这一目的通过一种照明装置实现，它包括发光单元和用于控制发光单元光色的用户界面，所述用户界面包括形状为多面体的物体，该物体具有多个用于控制特定光色的侧面，光色通过物体在工作中的方位来确定，用户界面据此产生输出信号，用于根据所述光色控制发光单元。
本发明基于下面的认识进行，对于一个人而言当他/她在房间里能够通过简单定位一个物体来控制发光条件时这个人可以非常直观容易地从物体直接观察到他/她所选光色，发光单元据此将进行调节。这可通过在用于控制所述颜色的物体侧面上表示选定颜色来实现。
除了控制光色外，优选的是用户界面还包括用于控制发光强度的装置。
在优选的实施例中，强度通过绕轴线转动物体进行控制，该轴线垂直于物体所放置的侧面定位。这一实施例提供在房间中控制灯光的非常简单的方式。首先，用户选择颜色。他通过形为多面体的物体定位在其一个侧面上来做到这一点。然后他通过绕垂直于朝下侧面的轴线转动物体来调节发光强度-这是照明装置的变暗功能。
注意，在本申请中，词语“定位”或“方位”指将物体定位在其中一个侧面上，同时，“转动”或“旋转”指绕垂直于所述侧面的轴线的物体转动，而不改变物体所放置的侧面。
在另一实施例中，物体具有用于确定所述物体方位的方位传感器。该方位传感器可包括三个正交放置的加速度传感器。这对于确定物体所放置的侧面是必需的。公知的方位传感器是加速度传感器，三个正交方向中的每一个对应一个加速度传感器，用于测量这三个方向内的重力。
另一实施例中，方位传感器包括两组，每组有三个正交放置的加速度传感器。两组加速度传感器的使用使得用户界面同样非常适合于测量转动。如果仅采用一组加速度传感器，有可能物体转动轴线穿过这组加速度传感器，其结果是转动不被注意到。
在可选实施例中，方位传感器包括重力开关，物体还包括磁场传感器以确定所述物体的转动。这构成了加速度传感器的替换方式。如果重力开关用于确定方位，必需提供用于测量转动的附加传感器。为此采用磁场传感器是合适的。这种传感器用在电子罗盘中并且能够以一体电路的形式获得。
物体从具有下面特征的多面体子集中选出：这种多面体的每个被选侧面都具有平行于所述被选侧面的正对侧面。这种多面体的选择意味着总有一个对应于多面体所放置的底侧面的顶侧面。当所选颜色显示在其定侧面上时，用户很容易看到他的选择是什么。此外，多面体可为规则形状多面体，立方体是最为常见的。
在对物体提供可更换侧面时会发现更多优点。像这样的结构使得改变物体上的可选颜色成为可能，仅通过将其它颜色的侧面安装在多面体中就可获得。
另一实施例中，每个侧面具有光源，该光源在工作中将发射对应于所述侧面所控制的特定光色的光线，或者每个侧面具有光源，并且被选择用于驱动发光单元的该侧面将在工作中发光，其颜色与发光单元所发射颜色相同。这样具有下面的优点，如果所有的侧面都照亮，用户能够容易地看到他将调节的光色或者只要对应于所选颜色的侧面-例如顶侧面--发光，他就能够容易地看到已经选择的颜色。
此外，优选的是侧面包括连通于处理单元的装置，用于控制相应颜色。这在具有可更换侧面的实施例中尤其有利。这种情况下，用户界面将不同侧面中所用的颜色上的信息自动传送到处理单元。用户不需要采取任何附加行动。例如，这些可更换侧面可结合有RFID标签，它会含有表示对应所述侧面的颜色代码。这一代码将用在用户界面中。
如果用户界面担当远程控制，这对于用户会很方便。这可通过为用户界面提供与处理器连通的发射器来实现。
在发光单元的优选实施例中，这种发光单元包括用于产生例如红、黄、蓝和/或琥珀色的原光色的光源。
在1931CIE色品图中，这些原色将根据采用三种或四种原色而形成三角形或四边形。这一三角形或四边形中的所有颜色可通过调节这三种或四种原光色的强度比例来产生。四种原色的使用产生带有非常宽的色域且因此具有非常精确的色彩再现力的照明装置。特别是当发光二极管(LED)用作光源时，色彩再现力通过增加第四种原色而提高，因为LED的发射光谱相当窄。
此外，这种发光单元允许白光在大范围色温内选择，从冷光-像卤素型灯光-到暖光-像传统灯泡的光-进行选择。
LED的使用是根据本发明的照明装置的例子，但不应看作其限制。本发明也可应用于白炽灯、荧光灯及其他光源。
本发明的另一种应用是照明装置，它包括发光单元和用于控制发光单元的光色的用户界面，所述用户界面包括形状为多面体的物体，该物体具有多个用于控制特定光设置的侧面，光设置通过物体在工作中的方位来确定，用户界面据此产生输出信号，用于根据所述光设置控制发光单元。
这意味着本发明不仅限于照明装置光色的控制，而是照明装置的其他量也能够以完全等效的方式进行控制。可以想到的例子是：通过将多面体的侧面与选定强度相结合来控制发光强度，控制所选颜色的饱和度水平，并控制不同光源，多面体的每个侧面表现特定的光源。这些变形均落在本发明权利要求书的保护范围内。
此外，将多面体的特定侧面结合于房间中的整体光设置是可能的。通过对处理单元适当编程，用户将能够选择哪个灯打开、每个灯将具有什么样的颜色设置、各个灯将是什么强度、以及什么时候关闭。多面体的特定侧面可结合于特定活动，例如看电视或读书，它们都需要房间中保持特定的光设置。
本发明还涉及用于控制这种照明装置的发光单元的用户界面、发光单元和由所述用户界面控制的处理单元的组件、以及控制这种发光单元的方法。
附图说明
本发明的这些和其他方面将借助于参考下列附图和实施例的非限制性示例进行说明并变得显而易见。
附图中：
图1是根据本发明的照明装置的示意图；
图2给出了根据本发明的照明装置的用户界面实施例；并且
图3给出了用户界面的功能方面。
具体实施方式
图1给出了根据本发明的照明装置1的不同部件的示意性总览。照明装置1包括发光单元2和用户界面3。用户界面3包括具有多个侧面5的物体4-图1中由作为一个多面体例子的立方体表示。通过使立方体定位，即选择立方体支撑在哪个侧面上，用户可选择发光单元2的理想光色。用户能够通过绕垂直于立方体所放置的侧面的轴线旋转该立方体来调节发光单元2的光强度。这使得用户界面3的输出信号具有控制发光单元2的颜色和强度所需的信息。
用户界面3的输出信号转化为适于驱动电路8驱动光源7的信号。这种从输出信号到发光单元2的颜色和/或强度之选的转化由处理单元9实现，例如个人电脑，后者可为单独的实体或者可选地一体结合于用户界面3中或发光单元2中。
光源7可为不同颜色的LED，当然其他例如传统灯具的光源也可采用。
本发明现在将参考示例进行描述，该例不应当作为对本发明的限制。对于形为多面体的物体4，将采用的是立方体，因为这将使得描述更为清楚。但是很显然本发明不仅限于立方体，并且可以用许多种多面体来代替。
如果物体4具有包括六个侧面的立方体形状，用户界面可具有六种预定颜色。用户通过使多面体定位在例如桌子上来选择一种颜色。从而，所选颜色依赖于底面或顶面的颜色。优选地，用户应能够从所选颜色的用户界面3直接看到，即使照明装置1处于关闭状态。从而用户最友好的选择是在上侧面表示选定颜色的情况下。每个侧面5应当具有对应于要选择颜色的识别码，这种识别码应在此颜色真正选择时传送至用户界面3。
处理单元9需要两种信息，用以产生适于驱动电路8并确定发光单元2的实际颜色设置的信号。在第一种情况下，用户界面3必需连通立方体的方位。这可借助于三维加速传感器实现。实际上，这种传感器包括三个独立的传感器，它们沿立方体的三根垂直于侧面5的对称轴正交放置。这种传感器是公知的并且测量由地球重力场导致的加速度，从而确定立方体的方位。
作为这种加速度传感器的替换例，还可能使用重力开关。这种开关可构造为放在立方体即物体4内部的小立方体。这一小立方体具有侧面，每个都例如具有两个电触点。在小立方体的内部存在导电元件，它电气闭合小立方体底侧上的两个电触点之间的开放连接，因为该导电元件落在底面上，从而确定其方位。注意这种开关可用于任何一种多面体，只要通过制出所述多面体的微缩版并将这种微缩版以相同的方位定位在形成物体4的多面体内部就可以了。
这种关于立方体方位的数据可从用户界面3传送至处理单元9，最好是无线传送。
所需的第二种信息是立方体上的可用颜色和实际选择的颜色。这可通过为每个侧面5提供例如包括多个电阻的小电路来实现。优选地，这一数目对应于发光单元2种不同颜色光源7的数目。然后，电阻的选择决定不同光源7之间的占比。发光单元2的颜色因而依照侧面5的颜色进行调节。这一信息还可编程写入一体电路。电阻值被用户界面3使用。
可选地，侧面5可具有RFID标签，它自动表达其颜色信息，从而用户界面3可将这一数据传送至处理单元9。
此外，还可能为处理单元9提供查找表，后者手动供给有将侧面5的颜色偶连于立方体方位的数据。之后，当立方体确定了特定的方位，由发光单元2发出的颜色将来自于查找表中的数据。
该立方体可构造为使得侧面5可容易地更换。这具有用户可选择他喜欢的任何一组预定颜色的优点。例如，立方体的侧面可由彩色正方形组成，它们可如图2所示卡在立方体上。具有可选预定颜色的独立组可从商店购得。每个独立侧面5应提供用于将其颜色向照明装置1确认的装置，从而处理单元9从用户界面3接收适当的输入信号。如果处理单元9同查找表一起操作，用户必需调节该查找表从而表现最近插入的侧面5的颜色。
侧面5还可提供具有相应颜色的光源。例如，有可能制出一种立方体，其每个侧面由散射器组成，其后具有原色LED。侧面的不同颜色之后也可进行电子控制。此外，对应于实际选择颜色设置的侧面可具有明显较高的光输出，从而使用户界面3可更直观地操作。
用户界面3的附加功能可为光强度的调节。这一功能显示在图3中。由发光单元2发出的光的强度可通过当立方体支撑于例如桌子上时绕轴线转动该立方体进行控制。这种转动不会改变方位，即顶侧面保持为顶侧面。这种功能可通过改变用户界面3来获得，从而顺时针转动将增加强度而逆时针转动将减小强度，这一点与正常的变暗装置类似。非常快速的震动式小方位可用于开关发光单元2。可选的是，开关该照明装置1还可用用户界面3的外表面上的开关6实现，如图2所示。此外，有可能将侧面5之一颜色变为黑色以使这一侧面与照明装置1的关闭状态相关。
立方体转动可由用于确定其方位的同一个加速度传感器检测。然而，可能出现的是，立方体仅绕着与加速度传感器的轴线同轴的转动轴线转动，在这种情况下，转动将不被注意。这一问题可以通过使用两个加速度传感器来解决，它们定位在如图3中白点10表示的对角中。如果重力开关用于确定立方体的方位，有必要添加另一种传感器来检测立方体的转动。用于检测这种转动的公知传感器是磁场传感器，它还用在电子罗盘中并且能够以整体电路的形式获得。
此外，照明装置1可具有记忆元件，照明装置1的设置在关掉之后保存其中。这样的好处是光线会打开为最后一次关闭时留下的状态。
除了通过立方体的方位控制颜色设置并通过转动照明装置1的立方体控制强度，用户界面3还可用于控制其它参数。例如，立方体可用于控制发光单元2的饱和度或强度。在那种情况下，每个侧面5对应预定的饱和度和强度水平。也可能使每个侧面5与特定发光效应相关。
用户界面3还可进行编程从而控制房间中的全部光设置，例如所有的颜色和强度设置。立方体的侧面可对应于为工作和阅读而进行优化的设置、看电视的设置、浪漫时刻的设置等等。
照明装置1的光设置还可通过用户界面3进行控制，它包括不止一个物体4。例如，用户界面3可包括一个用于控制颜色的立方体和另一个用于控制发光单元2强度的立方体。
此外，发光单元2可包括更多的子单元；并非所有的光源7都必需在壳体内。
用户处理单元9可为图1所表示的独立单元，但可选地，处理单元9可与用户界面3或驱动电路8一体形成。这一点同样适用于驱动电路8，它可以是发光单元2的一部分，也可以是独立单元。
总体而言，本发明涉及照明装置1，它包括发光单元2和用于控制发光单元2的光色和/或光强度的用户界面3。用户界面3包括物体4，后者形为多面体，例如立方体。通过定位该物体4，即选择哪个侧面朝上，颜色可进行选择，并且通过绕该物体4所放置的侧面转动该物体4，强度设置可进行改变。用户界面3产生输出信号，后者是处理单元9的输入量。这种处理单元9将这一信号转化为适于控制该发光单元2的驱动信号。

Claims (21)

1.一种用于控制发光单元(2)的用户界面(3)，其特征在于：所述用户界面(3)包括形状为多面体的物体(4)，该多面体具有多个各自用于控制特定光色的侧面(5)，光色通过物体(4)在工作中的方位来确定，用户界面(3)据此产生输出信号，用于根据所述光色控制发光单元(2)。
2.如权利要求1所述的用户界面(3)，其特征在于用户界面(3)还包括用于控制发光强度的装置。
3.如权利要求2所述的用户界面(3)，其特征在于该强度通过绕轴线转动物体(4)进行控制，该轴线垂直于物体(4)所放置的侧面(5)定向。
4.如权利要求1、2或3所述的用户界面(3)，其特征在于物体(4)具有用来确定所述物体方位的方位传感器。
5.如权利要求4所述的用户界面(3)，其特征在于该方位传感器包括三个正交排列的加速度传感器。
6.如权利要求4所述的用户界面(3)，其特征在于该方位传感器包括两组，每组都有三个正交排列的加速度传感器。
7.如权利要求4所述的用户界面(3)，其特征在于该方位传感器包括重力开关。
8.如权利要求4所述的用户界面(3)，其特征在于物体(4)还包括确定所述物体(4)转动的磁场传感器。
9.如权利要求1、2或3所述的用户界面(3)，其特征在于物体(4)的形状从具有下面特征的多面体子集中选出：这种多面体的每个被选侧面(5)都具有平行于所述被选侧面(5)的相对侧面。
10.如权利要求9所述的用户界面(3)，其特征在于该多面体是立方体。
11.如权利要求1、2或3所述的用户界面(3)，其特征在于侧面(5)是可更换的。
12.如权利要求1、2或3所述的用户界面(3)，其特征在于每个侧面(5)具有光源，该光源在工作中将发射对应于所述侧面(5)所控制的特定光色的光线。
13.如权利要求1、2或3所述的用户界面(3)，其特征在于每个侧面(5)具有光源，并且被选择用于驱动发光单元(2)的该侧面(5)将在工作中发光，其颜色与由发光单元(2)发射的颜色相同。
14.如权利要求1、2或3所述的用户界面(3)，其特征在于这些侧面包括连通于处理单元(9)的装置，用于控制颜色。
15.如权利要求1、2或3所述的用户界面(3)，其特征在于所述装置包括结合于侧面(5)中的RFID标签。
16.一种包括前述任一项权利要求所述的用户界面(3)及发光单元(2)的照明装置(1)。
17.如权利要求16所述的照明装置(1)，其特征在于用户界面(3)用作对发光单元(2)的远程控制。
18.如权利要求16或17所述的照明装置(1)，其特征在于发光单元(2)包括用于产生红、绿、蓝和/或琥珀色的原光色的光源(7)。
19.如权利要求16或17所述的照明装置(1)，其特征在于发光单元(2)包括LED。
20.如权利要求16或17所述的照明装置(1)，其特征在于所述发光单元(2)进一步包括处理单元(9)，所述处理单元(9)用于接收由所述用户界面(3)所传送的输出信号，并将该输出信号转化为发光单元(2)的输入量。
21.一种控制照明装置(1)的光色和/或光强度的方法，该照明装置包括发光单元(2)、用户界面(3)和物体(4)，其特征在于：该物体形状为具有多个各自用于控制特定光色的侧面(5)的多面体，所述方法包括以下步骤：通过定位物体(4)选择所需的光色和/或强度，产生用户界面(3)的输出信号，以及将输出信号传送至处理单元(9)，该处理单元产生用于驱动发光单元(2)的信号，从而调节所需的光色和/或光强度。
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