CN101749636A

CN101749636A - 对rgb发光模块进行设置的装置和方法

Info

Publication number: CN101749636A
Application number: CN200910259131A
Authority: CN
Inventors: 保罗·布劳恩; 哈拉尔德·代利安; 彼得·赫梅尔
Original assignee: PATRA Patent Treuhand Munich
Current assignee: Osram GmbH; PATRA Patent Treuhand Munich
Priority date: 2008-12-11
Filing date: 2009-12-11
Publication date: 2010-06-23
Also published as: EP2200404A2; DE102008061777A1; KR20100067638A; US20100148674A1

Abstract

本发明提出了一种用于对至少一个RGB发光模块进行设置的装置和方法，其中设置有至少一个RGB传感器用于检测色彩信号，以及配备有处理单元，该处理单元根据色彩信号来对所述至少一个RGB发光模块进行设置。此外提出了一种遥控器和发光装置或者灯。

Description

对RGB发光模块进行设置的装置和方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于对RGB发光模块进行设置的装置以及方法。此外，提出了一种相应的发光装置或者灯以及一种遥控器。

背景技术

[0002] 根据可预先给定的颜色来对具有RGB能力的发光模块进行设置是困难的并且较

不直观。特别地，难以将某一令人感觉愉快的颜色手动地映射到RGB发光模块上。

[0003] 特别地不利的是，基于视频信号的图像信息的照明极其复杂，因为为此目前对图

像信号本身进行相应处理。这很大程度上阻碍了用于根据图像信号例如电视图像进行照明

的改进解决方案。

发明内容

[0004] 本发明的任务是，避免上述缺点并且特别是借助RGB发光模块来实现一种简单、快速并且令人愉快的照明可能性。

[0005] 该任务根据独立权利要求的特征来解决。本发明的改进方案也由从属权利要求得到。

[0006] 为了解决该任务，提出了一种用于对至少一个RGB发光模块进行设置的装置， [0007]-其中配备有至少一个RGB传感器用于检测色彩信号，

[0008] _其中配备有处理单元，该处理单元根据色彩信号来对所述至少一个RGB发光模块进行设置。

[0009] RGB传感器特别是提供与红色R、绿色G和蓝色B的色彩成分成比例的电压信号或者频率信号。

[0010] —种改进方案是，RGB发光模块包括至少一个RGB光源，特别是至少一个发光二极管。

[0011] 另一改进方案是，处理单元包括以下部件之一：

[0012]-电压放大器， [0013] -RGB控制装置， [0014]-微控制器， [0015] -A/D转换器， [0016]-驱动级， [0017]-脉宽调制装置。

[0018] 特别地，一个改进方案是，所述至少一个RGB传感器直接地或者借助光学系统、特别是通过至少一个透镜和/或通过玻璃纤维线路来检测色彩信号。

[0019] 还有一个改进方案是，所述至少一个RGB传感器被配置用于接收图像的至少一部

分的色彩信号，特别是视频图像或者所投影的图像的至少一部分的色彩信号。

[0020] 为此，所述至少一个RGB传感器例如设置在例如电视机或者投影器的显示屏的边缘处。特别地，所述至少一个RGB传感器也可以用于检测所投影的图像的至少一部分的色彩信号。优选的是，配备有多个RGB传感器，例如配备两个RGB传感器用于半图像（上部/ 下部或者左边/右边），或者配备四个RGB传感器用于图像的角区域、边缘区域或者象限。 [0021] 此外，一种改进方案是，可以借助处理单元根据多个RGB发光模块相对于图像的位置来驱动所述多个RGB发光模块。

[0022] 在附加的改进方案的范围中，处理单元基本上根据色彩信号来设置所述至少一个 RGB发光模块。

[0023] 下一个改进方案是，所述装置具有操作单元用于设置所述至少一个RGB发光模块。

[0024] —个扩展方案是，所述装置具有用于将色彩信号传输至所述至少一个RGB发光模块的接口。

[0025] 特别地，用于传输色彩信号的接口可以是无线电接口、特别是红外接口。 [0026] 例如，可能（几乎）实时地或者在有规律地预先给定的或者能够预先给定的时刻来调节所述至少一个RGB发光模块。也可以由用户通过操作单元来预先给定用于设置和/ 或用于调节所述至少一个RGB发光模块的时刻。

[0027] —个可替选的实施形式是，可以借助处理单元来接收和存储多个色彩信号，其中可以借助多个色彩信号来设置所述至少一个RGB发光模块。

[0028] 于是，例如可以显示所述至少一个RGB发光模块的色彩的顺序或者序列（色彩变化过程）。

[0029] 下一个扩展方案是，可以借助处理单元来确定相对于色彩信号的互补色，并且处理单元至少部分地借助互补色来设置所述至少一个RGB发光模块。

[0030] 通过这种方式，甚至并且正是在相应多彩的环境（彩色的壁或者家具）中，可以借助对所述至少一个RGB发光模块的设置来生成并且传递白色光的印象。 [0031] 上述任务的一种解决方案是，提出一种遥控器，其适于设置至少一个RGB发光模块，并且具有这里所描述的装置。

[0032] 上述任务的另一解决方案是，提出一种发光装置或者灯，其具有至少一个RGB发

光模块，该发光装置或者灯可以借助这里所描述的装置来设置。

[0033] 上述任务还通过一种用于设置至少一个RGB发光模块的方法来解决，

[0034]-其中配备有至少一个RGB传感器，借助该RGB传感器检测色彩信号，

[0035]-其中配备有处理单元，借助该处理单元根据色彩信号来设置所述至少一个RGB

发光模块。

附图说明

[0036] 下面借助附图来示出并且阐述本发明的实施例。

[0037] 其中：

[0038] 图1示出了借助RGB传感器来驱动RGB发光模块的框图；

[0039] 图2示出了借助RGB传感器通过微控制器对RGB发光模块的一种可替选驱动的框图；

[0040] 图3示出了包括两个根据图2的用于（不同地）驱动两个RGB发光模块的装置的框图；

[0041] 图4示出了根据图3的框图的一种可能应用场景，该应用场景包括带有橱柜和架子的设备，其中该设备具有电视机以及多个RGB发光模块；

[0042] 图5示出了用于设置RGB发光模块的遥控器。 [0043] 参考标记表

[0044] 101 RGB传感器

[0045] 102 电压放大器

[0046] 103 RGB发光模块

[0047] 104 RGB控制装置

[0048] 105 电网部分

[0049] 106 电网电压

[0050] 107 电压调节器

[0051] 108 RGB控制装置的接口

[0052] 109 驱动级

[0053] 201 微控制器

[0054] 202 A/D转换器

[0055] 203 P丽输出

[0056] 301 通信线路

[0057] 302 手动输入

[0058] 303 根据图2的装置

[0059] 304 根据图2的装置

[0060] 400 设备

[0061] 401 电视机

[0062] 402-406 RGB发光模块

[0063] 407-408 RGB传感器

[0064] 409 分析电子装置

[0065] 500 遥控器

[0066] 501 表面

[0067] 502 RGB传感器

[0068] 503 微控制器

[0069] 504 调制器

[0070] 505 接口

具体实施方式

[0071] 本方法能够实现借助至少一个RGB传感器来设置RGB发光模块。

[0072] 优选的是，RGB传感器可以接收原件、图像或者色表的色彩信息，并且可以根据该

色彩信息来驱动RGB发光模块。

[0073] RGB发光模块有利地包括至少一个RGB光源，特别是多个RGB光源，这些光源例如以多个RGB-LED的形式布置成行或者布置成其他形状。

6[0074] 例如，所述至少一个RGB传感器提供电压信号和/或频率信号。这种信号可以被放大并且转发给RGB控制装置用于驱动RGB发光模块。特别地可能的是，所述至少一个RGB 传感器的电压信号和/或频率信号借助微处理器或者借助微控制器被转换为频率信息（例如脉宽调制（P丽）形式的频率信息），并且由此用于驱动RGB发光模块。 [0075] 在此有利的是，无需对色彩的输入和/或费事的处理，以相应地驱动RGB发光模块。例如，用户例如可以在计算机屏幕上个性地选择对于他感到愉快的色彩，并且借助RGB 传感器根据所选择的色彩来设置RGB发光模块。

[0076] 图1示出了借助RGB传感器101来驱动RGB发光模块103的框图。

[0077] 电网电压106在电网部分105中转换为24V的直流电压，并且在电网部分105的

输出端+Ub和-Ub (地电势）被提供。

[0078] +Ub = 24V的电压被输送给电压放大器102，该电压放大器借助电压调节器107来产生用于驱动RGB传感器101的+5V的电压并且提供给RGB传感器。RGB传感器101和电压放大器102与地电势连接。此外，RGB传感器101将针对红色R、绿色G和蓝色B的色彩成分的电压提供给电压放大器102，这些电压在电压放大器中被转换为OV至10V的范围中的电压并且转发给RGB控制装置104。

[0079] 此外，RGB控制装置104与电网部分105连接，并且包括接口 108，该接口处理0V 至10V范围中的针对红色R、绿色G和蓝色B的色彩成分的三个信号。此外，RGB控制装置 104包括驱动级109用于驱动RGB发光模块103，即用于独立地驱动RGB发光模块103中的各色彩单元：红色R、绿色G和蓝色B。

[0080] RGB发光模块103例如可以通过RGB控制装置104与电源电压+Ub连接，该电源电压例如与布置在RGB发光模块103中的发光二极管的负极连接。发光二极管的每个都可以通过电源与相应的由RGB控制装置104提供的色彩单元：红色R、绿色G和蓝色B连接。 [0081] RGB发光模块103中的各个RGB光源的亮度可以例如借助脉宽调制来设置。 [0082] 优选的是，为此针对RGB发光模块配备有电源，例如针对每个色彩单元R、G和B各配备一个恒流源。这种恒流源借助脉宽调制来驱动用于设置相应的色彩单元的亮度。可替选地也可能的是，例如在RGB控制装置104中配备有恒流源并且对恒流源进行相应地驱动。在这种情况中，RGB模块可以在没有专用的电源的情况下工作。

[0083] RGB发光模块103可以具有多个RGB光源，特别是发光二极管。特别地，可以将多个RGB发光模块连接在一起。

[0084] RGB传感器101测量入射光的色谱并且提供与此成比例的信号给输出端R、 G、 B。例如，所提供的信号是对应于入射光的强度的、每个色彩成分R、G、B的OV至3V的范围中的电压。

[0085] 光可以直接地或者以光学方式（例如通过透镜、玻璃纤维线路等等）作用到RGB 传感器101上。

[0086] 电压放大器102例如以放大因子V = 3. 5来放大RGB传感器101的色彩成分R、 G、B的信号，并且由此对于色彩成分R、G、B分别生成OV至10V的电压范围中的信号。 [0087] 被放大的信号（OV〜10V)被施加到RGB控制装置104 (例如RGB-P丽控制器）的控制输入端（IV〜10V)。对于每个色彩信号R、 G、 B，由RGB控制装置104产生P丽信号用于驱动关联的RGB LED。[0088] 例如，可以使用"24¥-1«8-线性光模型"形式的LED模块作为RGB发光模块103 (带有集成的恒流源）。

[0089] 电网部分105产生24V的直流电压用于对图1中示出的部件供电。 [0090] 优选的是，所测量的色彩信息在不改变或者修改色彩成分的情况下直接转发给 RGB发光模块103的RGB光源。根据标定，由此可以有效地对传感器所检测的色彩信息进行色彩正确的再现。相应地，可以映射RGB传感器的亮度。

[0091] 示例性的应用包括对日出、日落、日光进行模拟，例如用于水族馆、无窗的房间、动物园等等。

[0092] 此外，可能借助简单的装置来设置或者预先给定色彩信息，例如可以借助带有RGB 传感器的鼠标来实现室内光的色彩和/或亮度，其方式是将鼠标在色表上方或者在色表上移动。

[0093] 此外，也可能以时间控制的方式（例如借助时钟）进行色彩控制。于是，指针（例如针式台钟的时针）具有RGB传感器并且在具有不同色彩或者色彩分布的钟面上（例如与日程协调地）移动。由此，自动地例如根据时间和钟面的色彩图案来设置室内照明。 [0094] 图2示出了根据RGB传感器101借助微控制器201驱动RGB发光模块103的电路框图。

[0095] 对应于图1，图2也具有RGB传感器101、电网部分105、用于为RGB传感器101供电的电压调节器107、驱动级109以及发光模块103。针对图1的上述实施形式就此而言相应地也适用于根据图2的实施例。

[0096] RGB传感器101测量入射光，并且将根据色彩成分R、 G、 B的成比例的信号直接引导至微控制器201的A/D转换器202。信号R、G、B可以分别是与电压相关的或者频率相关的信号。

[0097] 微控制器201由所检测的A/D转换过的信号通过三个P丽输出203产生相应的输出信号，这些输出信号通过驱动级109用于驱动发光模块103的光源。特别地，发光模块对于每个色彩成分具有专用的发光二极管，该发光二极管可以通过恒流源来驱动。 [0098] 根据所测量的电压值的分辨率，可以相应地选择P丽分辨率（例如，3乘8比特A/ D = 3X8比特P丽）。

[0099] 另一实施形式在于，设计一个RGB传感器或者更多个RGB传感器用于记录屏幕内

容。相应地，可以使用在屏幕的不同位置上的多个RGB传感器，或者将多个RGB传感器用于

接收屏幕的多个位置上的色彩信息和/或亮度，并且据此例如设置来自至少一个RGB发光

模块、特别是来自不同位置的多个RGB发光模块的环境照明（也与位置有关）。

[0100] 于是，例如可以借助RGB传感器或者借助多个RGB传感器将屏幕内容、图像或者投

影的例如色彩信息转换为电压信号或者频率信号。

[0101] 色彩信息可以借助光波导或者光学系统（透镜）而被RGB传感器检测。由RGB传感器检测到的色彩信息可以按放大或者未经放大的方式输送给RGB控制装置。RGB控制装置可以执行用于色彩控制的计算，并且相应地通过电压信号或者通过频率信号（P丽）来驱动RGB发光模块。

[0102] 在此有利的是，例如在电视机、摄像机或者屏幕中无需对视频信号的费事处理。这里所提出的解决方案可以作为改进的成套工具（Nachruestsatz)来与屏幕媒质无关地提

8供和销售。其不必嵌接到屏幕中，也不必分接图像信号线路。该改进的成套工具可以安装在已有的部件上，例如安装在现有的电视机上。特别地，可以配备光学系统（例如透镜），它们能够实现灵活地安装在几乎任意的屏幕或者投影面上。例如，可以对在角和/或边缘上的屏幕内容进行分析。相应地，在那里可以安装RGB传感器。RGB发光模块或者RGB光源的数目可以自由选择。也可以连接另外的RGB发光模块，以便能够借助可控制的RGB光源来实现对例如邻近的家具、图片等等的附加照明。

[0103] 图3示出了根据图2的包括两个装置303和304的框图。装置303和304的微控制器通过通信线路301彼此连接。此外，对于至少一个微控制器可以提供有用于手动输入 302的可能性。

[0104] 例如，装置303可以被配备用于左半屏幕，使得装置303的RGB传感器检测左半屏幕的RGB信息。装置303的关联的RGB发光模块例如可以根据所检测到的RGB信号来对左半屏幕附近的背景进行照明。相应地，装置304可以被配备用于右半屏幕，使得装置304的 RGB传感器基本上将右半屏幕（或者其一部分）转化为RGB信息，该RGB信息被装置304的 RGB发光模块例如相应地转化为背景照明。

[0105] 在此要说明的是，例如装置303或304中一个的电网部分可以承担相应另外一个电网部分的功能。在这种情况中，对于两个装置303和304可以省去一个电网部分。 [0106] 此外可能的是，仅仅配备唯一的微控制器，多个RGB传感器可以连接到该微控制器上，并且该微控制器必要时可以驱动多个RGB发光模块。特别地，可选的是，RGB传感器的数目与RGB发光模块的数目不同。

[0107] 根据针对图2的上述实施形式，相应的装置303、304的RGB传感器测量入射光并

且将与该光成比例的信号传输给微控制器。该信号可以包括电压或者频率。在根据图3的

例子中，半屏幕的色彩信息例如通过光学透镜被相应的RGB传感器检测。

[0108] 被RGB传感器检测并且提供的信号被微控制器通过A/D转换而转换为P丽信号，

借助该信号通过驱动级来驱动至少一个RGB发光模块，其中RGB发光模块优选具有恒流源。

[0109] 根据RGB传感器所测量的电压值的分辨率，可以相应地选择P丽的分辨率。例如，

可以将3 X 8比特的A/D信号转换为3 X 8比特的P丽信号。

[0110] 在两个装置303和304之间可以通过通信线路301来进行色彩信息的协调。通过

这种方式，例如可以进行均匀的色彩输出或者色彩调整用于补偿高的色彩对比度。

[0111] 例如，可以对所测量的色彩信息加权（例如借助平滑的平均值、通过确定缓慢的

变化、通过两个RGB发光模块的色彩调整），并且借助P丽信号可以驱动关联的RGB发光模块。

[0112] 此外，可以借助手动的输入302来进行例如色彩选择、亮度、色彩变化或者附加的设置。

[0113] 图4示出了根据图3的方框电路图的一个可能的应用场景。装置400包括橱柜和架子，其中在装置400中配备有电视机401以及多个RGB发光模块402至406。 [0114] 此外，存在分析电子装置409以及示例性的两个RGB传感器407和408，它们与分析电子装置409连接。此外，RGB发光模块402至406连接到分析电子装置409上。该分析电子装置例如包括图1或图2中所示的部件，尤其是电网部分、带有RGB控制装置的电压放大器或者微控制器以及至少一个驱动级。在此要说明的是，所提及的和上面描述的部件的一部分也可以与RGB发光模块402至406 —同地实施。

[0115] RGB传感器407和408提供与位置相关的RGB信息，这些信息可以根据RGB发光模块402至406的定位来用于对环境进行照明。

[0116] 于是可能的是，例如在电视机401周围的左边区域相应地以不同于电视机401周围的下部区域的另一色调来照明。

[0117] 另一实施例涉及一种针对存在的色彩表面来校正或者设置LED的有利的可能性。也可能相应地接收色彩序列。在此，可以将RGB传感器集成到遥控器中，并且借助遥控器可以根据至少一个检测到的色彩信号来驱动或者设置RGB发光模块。为了读入色彩序列或者色彩的顺序，可以将遥控器在不同色彩的表面上引导。数据可以随后或者在此期间传输给 RGB发光模块，例如传输给具有RGB能力的发光装置。

[0118] 为了传输数据，可以使用红外接口、无线电接口或者其他的（也包括有线的）通信接口。

[0119] 也可能的是，对RGB发光模块进行设置，使得结果产生基本上为白色的光，其方式是RGB发光模块产生相对于可预先给定的色彩的互补色。例如可以在壁色彩或者家具色彩占主导地位的房间中将RGB发光模块至少部分地设置到与壁色彩或家具色彩互补的色彩，使得结果基本上表现出白色光的印象。这例如可以借助所描述的遥控器来实现，其方式是，检测（占主导地位的）色彩表面的色彩，并且借助遥控器来设置所希望的色温（例如白光的温度）。相应所需的互补色可以在遥控器中确定并且传输给RGB发光模块。可选地，RGB 传感器也可以检测已经设置的光并且借助当前检测到的光信号来（进一步）调节RGB发光模块到所希望的色度坐标。特别地，为此遥控器可以在可预先给定的时段上重复地或者连续地将用于设置的数据传输给RGB发光模块。

[0120] 图5示出了用于调节RGB发光模块（未在图5中示出）的遥控器500。

[0121] 遥控器500包括RGB传感器502用于检测房间内的或者表面501的RGB信号。由

RGB传感器502检测到的信号被提供给微控制器503。微控制器503优选具有存储器，例如

闪存，用于存储RGB传感器502的信号。此外，遥控器500具有操作单元506，用于进行色彩

检测或者用于将微控制器503确定的信号传输给RGB发光模块。遥控器500还具有调制器

504和接口 505用于传输用于设置RGB发光模块的信号。接口 505例如可以是红外（IR)传

感器或者无线电模块。

[0122] 相应地，例如图2中所示的RGB传感器可以以所描述的遥控器500的形式可移动地实施，微控制器201和电网部分105例如可以与包括所述至少一个RGB发光模块103的发光装置一同地布置或者布置在该发光装置中。所述的遥控器500可以相应地灵活地用于对多个RGB发光模块或者发光装置进行设置。当RGB发光模块布置在难以到达的位置、例如高的天花板上时，这尤其会是有利的。

Claims

一种用于对至少一个RGB发光模块(103，402-406)进行设置的装置，-其中配备有至少一个RGB传感器(101，407，408，502)用于检测色彩信号，并且-其中配备有处理单元(104，201，409，503)，该处理单元根据色彩信号来对所述至少一个RGB发光模块(103，402-406)进行设置。
2. 根据权利要求1所述的装置，其中RGB发光模块包括至少一个RGB光源，特别是至少一个发光二极管。
3. 根据上述权利要求中的任一项所述的装置，其中处理单元包括以下部件之一： _电压放大器（102)，-RGB控制装置（104)， -微控制器（201,503)， -A/D转换器（202)， -驱动级（109)，以及 _脉宽调制装置（203)。
4. 根据上述权利要求中的任一者借助光学系统、特别是通过至少
5. 根据上述权利要求中的任一项所述的装置，其中所述至少一个RGB传感器直接地或个透镜和/或通过玻璃纤维线路来检测色彩信号。项所述的装置，其中所述至少一个RGB传感器被配置用于接收图像的至少一部分的色彩信号，特别是视频图像或者所投影的图像的至少一部分的色彩信号。
6. 根据权利要求5所述的装置，其中能够借助处理单元根据多个RGB发光模块相对于图像的位置来驱动所述多个RGB发光模块。
7. 根据上述权利要求中的任一项所述的装置，其中处理单元基本上根据色彩信号来对所述至少一个RGB发光模块进行设置。
8. 根据上述权利要求中的任一项所述的装置，其中所述装置具有操作单元用于对所述至少一个RGB发光模块进行设置。
9. 根据上述权利要求中的任一项所述的装置，其中所述装置具有用于将色彩信号传输至所述至少一个RGB发光模块的接口（505)。
10. 根据权利要求9所述的装置，其中该用于传输色彩信号的接口具有无线电接口、特别是红外接口。
11. 根据上述权利要求中的任一项所述的装置，其中能够借助处理单元来接收和存储多个色彩信号，其中能够借助多个色彩信号来对所述至少一个RGB发光模块进行设置。
12. 根据上述权利要求中的任一项所述的装置，_其中能够借助处理单元来确定相对于色彩信号的互补色，以及-其中处理单元至少部分地借助互补色来对所述至少一个RGB发光模块进行设置。
13. —种用于对至少一个RGB发光模块进行设置的遥控器（500)，包括根据上述权利要求中的任一项所述的装置。
14. 一种带有至少一个RGB发光模块的发光装置或者灯，该发光装置或者灯能够借助根据权利要求1至12中的任一项所述的装置来进行设置。
15. —种用于对至少一个RGB发光模块进行设置的方法，-其中配备有至少一个RGB传感器，借助该RGB传感器检测色彩信号，以及-其中配备有处理单元，借助该处理单元根据色彩信号来对所述至少一个RGB发光模块进行设置。