CN102057755A - 用于控制提供给耗电装置的电功率的可编程用户接口设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于控制耗电装置（130）的用户接口设备和方法。为了提供具有针对普通用户的改进的可用性的节省成本的用户接口设备，提供一种用于控制耗电装置（130）的用户接口设备，其包括：包括显示单元（112）和用于基于用户输入生成开关信号（1a）的输入单元（111）的手动控制设备（110）；和用于接收开关信号（1a）并基于该开关信号（1a）和/或从消耗装置负载（130）接收的反馈信号（1e）生成信息信号（1b）并且用于将控制信号（1d）输出到耗电装置（130）的电子控制设备（120），其中信息信号（1b）包括至少指示显示单元（112）上的呈现与耗电装置（130的控制设置之间的直接关系的信息；其中显示单元（112）适于基于所接收的信息信号（1b）中包含的信息显示所述呈现。

Description

用于控制提供给耗电装置的电功率的可编程用户接口设备

技术领域

本发明涉及一种用于控制耗电装置的用户接口设备和方法。而且本发明涉及一种由这种用户接口设备控制的光系统。

背景技术

在控制耗电装置控制开关的领域，用户接口设备或调光器用于调节从电源提供给耗电装置的电功率（electrical power）的量。所述耗电装置可以是包括多个不同灯的光系统或照明系统中的灯、家用电器（如按摩机）或真空吸尘器或电加热器中的电机。在最简单的情况下，所述开关是仅仅用于接通/断开到耗电装置的电源的硬开关。在接通状态中，最大可用电功率被提供给耗电装置，并且在断开状态中，没有电功率提供给耗电装置。可以应用如调光器之类的软开关来持续地调节到耗电装置的电源。这样的调光器在控制灯具（light appliance）方面已经变得普及。

灯具是最重要的气氛（ambience）制造器之一。人们使用灯具来创建针对不同心境（mood）或活动的不同气氛。研究显示，人们还喜欢使用彩色光来进一步增强这些气氛。因此，灯具包括全色光源以使得人们能够创建这些气氛。

进一步先进的灯具是灵活的和集成的。这样的灯具包括多个全色光源、可变色温光源和“正常”功能光源。在一些情况下，这样的灯具进一步与其他耗电装置负载（如HIFI设备、电加热器或空调器）相互作用以进一步增强所述气氛生成。换言之，现代灯具不仅包括常规照明功能，而且包括用于影响房间中的心境的气氛创建功能。开始时，这些功能仅仅应用在办公室和商店中的专业环境中。然而，这种气氛创建对于普通（average）用户变得越来越普及。

由于这些高级的灯具包括多个不同的灯并且特别地包括多个全色光源和/或可变色温光源，这些高级灯具的控制是非常复杂的。所述光控制器对于气氛创建功能的每一个需要唯一的开关。这不仅导致整个光控制器的巨大空间需求，而且使得光控制器难以用于普通用户。这些所讨论的缺点对于受开关控制的其他耗电装置负载也是有效的。

WO2007/072315提出利用电子控制器互连用户接口和受用户接口电控制的光源。所述电子控制器从用户接口接收指令并且基于用户指令调节光源处的电功率。

然而，随着整个系统的复杂性的增加，用于控制耗电装置的常规控制设备的应用变得更加复杂或不可管理。这使得特别地对于普通用户而言难以使用常规控制设备。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供具有针对普通用户的具有改进可用性的节省成本的用户接口设备。

本发明基于以下思想：用于控制耗电装置的良好交互解决方案使得普通用户能够以反馈方式认识到其设置的效果。如果多个功能集成在一个用户接口设备中，这将变得特别重要。在灯具的情况下，这可以是亮度设置、颜色设置、开/关切换、定时控制等等。在常规控制系统中用户预先没有明确地知道设置的效果。这必须被用户预先知道。本发明使得能够以反馈/前馈方式结合（integrate）控制设置的效果的呈现。因此用户能够在起动（actuate）所述设置之前或直接在设置期间认识到所述效果并且能够直观地使用用户接口设备。这允许省略在使用之前的使用用户接口设备的大量训练，使得用户接口设备特别适合于较没有时间进行这种大量训练的普通用户。

因此，本发明提出用于控制耗电装置的用户接口设备，其包括手动控制设备和电控设备。所述手动控制设备包括输入单元和显示单元。如果用户在输入单元处执行输入，则输入单元基于该用户输入生成开关信号并且将该开关信号传输到电子控制设备。所述电子控制设备基于至少该开关信号和/或消耗装置负载的反馈信号生成信息信号并且将该信息信号传输到手动控制设备的显示单元。所述信息信号包括至少指示显示单元上的呈现与耗电装置的控制设置之间的直接关系的信息，其中所述显示单元适于基于所接收的信息信号中所包含的信息显示呈现。

由于信息信号中的信息，用户能够立即得到关于耗电装置处的其设置效果的信息。这使得用户能够以直观的方式应用用户接口设备。因此，减少了为熟悉控制设置所需的训练，因为用户不需要知道设置与其效果之间的关系。因此，本发明的用户接口设备特别适合没有很多时间进行大量训练以熟悉用户接口设备的用户。而且，本发明的用户接口设备可被重新编程，因为所述电子控制设备可以被编程为将不同的信息信号输出到显示单元并且控制到耗电装置的信号。

所述信息信号可以单独基于所述开关信号而被生成。因此，用户将在输出相应命令以切换消耗装置负载之前获得预期设置的前馈信息。这提供了在应用所述设置之前尝试一定的控制的可能性。

另一方面，本发明的用户接口设备可以从所连接的消耗装置负载接收反馈信号。如果用户想要直接认识到其控制的效果、如果所述耗电装置被隐藏或定位在远处，则这可能是合适的。在这种情况下，所述消耗装置负载提供为有效地控制消耗装置负载所需的其状态或其他参数，并且所述电子控制设备可以单独基于该反馈信号生成所述信息信号。在消耗装置负载出现故障的情况下，用户接口设备可以在显示单元上示出消耗装置负载的故障状态，因此用户可以认识到预期的控制是不可能的。相似地，可以图示任何其他预期控制是否由于任何原因而是不可能的，例如所述消耗装置负载不具有所需的能力。

而且，可能的是所述电子控制设备使用两个信号：指示用户的期望控制的所述开关信号和从消耗装置负载接收以生成信息信号的所述反馈信号，所述信息信号被显示在显示单元上。由此，用户得到用户输入的结果是什么的复杂信息，并且当生成信息信号时所连接的消耗装置负载的当前情况（current situation）也被考虑。

例如，如果消耗装置负载是复杂的照明系统并且用户想要控制以实现平稳的（smooth）光，则所述电子控制设备一方面生成用于控制消耗装置负载的控制信号并且另一方面生成包括用于在手动控制设备的显示单元上呈现平稳光的信息的信息信号。因此，用户得到其输入效果的感觉。而且，通过附加地使用反馈信号，用户接口设备可以指示照明系统的故障灯，例如通过断开显示单元上的某部分指示相应的（respect）故障灯来完成。

在优选实施例中，所述耗电装置可以是灯具或光系统，并且电子控制设备所输出的信息信号中所包含的显示信息所指示的直接关系是显示单元输出的光与灯具或光系统的控制设置之间的直接关系。

近年来，灯具配备有越来越多的功能，如亮度调光、颜色设置、气氛设置、定时（timing）功能、简单开/关切换等等。所有这些设置特征需要训练以知道设置与效果之间的关系。然而，通过将反馈/前馈信息信号提供给根据本发明的显示单元，用户可以直接在显示器上简洁地（compactly）理解其设置的效果。因此，特别地对于现代灯具，本发明在使用中特别有效。

显示单元输出的光可以表示灯具的光设置的特性。这使得能够利用预期效果直接检验（verify）所述设置的效果。

所述光设置的特性可以是开/关切换、亮度调光、色温设置、日光设置或颜色控制中的至少一个。这些功能可以以可理解的且说明性的方式在显示单元上呈现，其中每个功能可以通过不同的呈现原理提供。例如，开/关切换可以通过简单开关显示。亮度调光可以通过显示器的亮度而被直接示出。色温设置可以通过对显示器上的呈现进行各种着色来显示。日光设置可以通过简单图片来实现。颜色控制可以通过颜色条（color bar）来实现。因此，这些光设置特别适合于显示单元上用户友好的呈现。

所述显示单元可以是发光二极管的矩阵。这使得能够以非常节省成本的方式实现低分辨率显示。LED可以容易被控制并且提供非常适合于在显示单元上显示颜色和亮度设置的全色范围。而且，LED的功耗非常低并且因此散热是可管理的。通过使用LED，避免了应用昂贵的LCD。甚至全色LED可以说明性地表示光系统的效果，因为它们可以表示不同的颜色、色温、饱和度、亮度等等。

所述输入单元可以是触摸敏感元件的矩阵。这使得能够以非常节省成本的方式提供多个不同的输入可能性。所述触摸敏感元件可以基于电容感测而被操作。通过使用触摸敏感元件，所述控制设备可以容易地被重新编程并且不同的控制功能可以由相同的设备来实现，而不需要不同的输入单元和显示单元。

电容感测在技术上容易实现、编程不那么复杂并且相对于干扰具有鲁棒性。因此，所述解决方案是非常节省成本的。而且，普通用户不是很熟悉先进的（progressive）输入装置。因此，必须保证多个不同用户类型（示范性硬压（hard pressing）用户和软压用户）的输入将导致相同的设置效果。由于电容感测相对于干扰具有鲁棒性，所以该要求将被满足。

所述输入单元和显示单元可以被设置为在公共层（common layer）中彼此嵌套（internested）。如果用户接口设备应当利用较少的材料实施为轻量的，则所述输入单元和显示单元在公共层中的设置是特别合适的。而且，这样的实施例由于其平坦形状的原因而将为整个系统节省空间。

可替代地，所述输入单元和显示单元可以被设置为彼此堆叠，其中从用户的角度观看输入单元被设置在显示单元前面。所述输入单元在显示单元前面的设置特别适合于增加输入单元的敏感性。这具有以下优点：将进一步减少输入单元相对于干扰的敏感性。而且，可以容易地实现对LED矩阵的控制，因为如果LED矩阵设置在触摸垫后面则LED矩阵可容易连接。而且，散热可以使用所述手动控制设备的整个背表面。

可替代地，所述输入单元也可以被设置在显示单元后面。这样的实施例在不需要以透明的方式实现输入单元的情况下取得进展，因为输入单元被设置在显示单元后面。因此，存在可用于实现使得能够使用其他节省成本的材料和用于输入单元的构造的输入单元的更多不同材料类型。

所述用户接口设备可以进一步包括用于输出信息信号中所包含的音频信息的扬声器。所述电子控制设备可以将音频信息插入到实时被预编程或生成的信息信号中。这增加了用于将任何反馈信息提供给用户以利于整个系统的直观使用的输出可能性。因此，可以输出滴答声或嘟嘟声以用于指示改变用户输入或用于建议电子控制设备将控制信号输出给消耗装置负载的已确认的命令。所述音频信息可以在电子控制设备中被预编程。这将不仅使得能够提供多个不同类型的待输出的音频信息，而且使得能够使用户接口设备适合用户的个人想法。所述音频信息也可以在电子控制设备中实时生成。这允许在电子控制设备中省去用于存储预编程音频信息的存储器装置，从而进一步减少整个系统的复杂度。

所述电子控制设备可以包括用于存储至少一个电子控制功能的至少一个存储器和用于基于所述开关信号和所述至少一个电子控制功能之一生成信息信号的至少一个微处理器。而且，所述电子控制设备包括用于将控制信号和/或命令输出到消耗装置负载的输出单元。

通过使用这种电子控制功能，可以将开关信号变换（transform）为要在显示单元上向用户显示的合适的呈现。因此，所述电子控制功能允许进一步方便提供给用户的反馈信息的呈现并且使得能够实现整个系统的更直观的使用。

一个单个微处理器可以适于执行多个电子控制功能。这减少了用户接口设备中电子元件的所需空间。

然而，一个单个微处理器可以适于执行一个单个电子控制功能。这允许彼此同步地执行多个电子控制功能，而无需在一个微处理器上运行复杂的操作软件，以用于例如使得能够实现多任务功能。而且，复杂的操作软件需要强大的且昂贵的微处理器。因此，使用用于每个电子控制功能的单个微处理器不仅使得能够实现更有效的控制功能而且进一步减少了成本。

所述微处理器可以适于单独地寻址所述发光二极管的矩阵中的发光二极管。这允许最优地使用发光二极管的矩阵的低分辨率功能。

所述用户接口设备可以包括多个不同的控制功能，其中所述控制功能可以经由通信端口提供给所述微控制器。可替代地，控制功能可以存储在电子控制设备的存储器中或者可以利用可交换存储器提供。

这允许在完成对所述用户接口设备的生产之后提供控制功能。对于针对先进的灯具更新用户接口设备而言，这可能是重要的。

所述通信端口可以优选地是编程端口或网络端口。所述编程端口使得有技能的（skilled）用户能够通过编程微控制器创建单独的控制功能。所述网络端口使得无技能的用户能够基于预编程的控制功能使用户接口设备个性化（individualize），所述预编程的控制功能可以由制造商或团体（community）提供。

所述网络端口可以是DALI（数字可寻址照明接口）端口，使得传输到控制设备和来自控制设备的数据符合灯具的共同标准。

所述控制功能中至少一个可以是要显示在显示单元上的导航功能以允许用户选择不同的控制功能以控制所连接的消耗装置负载。而且，它方便了用户接口设备的直观使用，因为所述显示单元不需要将所有信息显示在一个屏幕上，而是可以为结构化呈现提供清楚的可见概览。可以基于附接在手动控制设备上的一种类型的覆盖层或基于插入到手动控制设备的ID卡或纸（paper）的识别元件而使得能够实现所述导航功能。这允许提供用于多个不同的应用情况的标准用户接口设备并且允许通过插入这种识别元件激活所需控制功能来完成在用户端（end）处的安装。所述识别元件可以是纸嵌体（paper inlay）。这种纸嵌体允许将激活正确的控制功能与提供如用户手册之类的用户信息相结合。而且，所述纸可以显示由LED矩阵照亮的某表示。

所述识别元件还可以包含在经由天线或连接电缆从服务器或从互联网接收的识别信号中，由此允许制造商以远程方式完成用户接口设备的安装。

所述用户接口设备可以进一步包括用于覆盖所述手动控制设备的覆盖层。在第一方面，这保护了所述手动设备免受来自环境的杂质的影响并且尤其免受与用户交互的影响。

优选地，所述覆盖层可以具有扩散表面。由此，所述覆盖层用作扩散由显示单元输出的光的光扩散器。因此，所述显示单元的呈现将以平稳的光辉呈现给用户。当使用发光二极管的矩阵时，这将会特别受关注，由于所述呈现的低分辨率使其呈现给用户非常粗糙的颗粒并且因此可以被更自然地显示。

在另一个实施例中，所述覆盖层的表面可以包括突起（relief）以指示输入单元上适于接收用户输入的区域。所述突起在所述表面上提供一种用户可以感觉的触觉结构。这将在操作用户接口设备时为用户提供另外的直观信息源。通过使用所述突起，进一步方便了用户接口设备的直观应用，因为用户认识到其手指在触摸垫上的移动方向。

所述覆盖层也可以包括用于容纳纸或ID卡的槽。这将使得能够提供其他信息，如用户手册或用于控制消耗装置负载的简单表示。所述纸可以示出特定房间的不同灯的设置。因此，用户可以认识到应当控制哪个灯和所述灯的相应状态，例如开/关、明亮的光、平稳的光、特定灯的颜色等等。

所述LED矩阵能够显示所连接的光系统的状态或颜色，也可以示出简单的符号或文本。因此，它可以用于向用户提供其他信息。

通过用于控制消耗装置负载的方法实现（solved）所述目的，所述方法包括以下步骤：在输入单元上接收用户输入并且基于用户输入生成开关信号；基于开关信号生成控制信号以用于控制消耗装置负载；基于开关信号生成信息信号，将控制信号输出到耗电装置，并且将信息信号输出到显示单元，所述信息信号包括至少指示显示单元上的呈现与耗电装置的控制设置之间的直接关系的信息；基于所接收的信息信号中所包含的信息将所述呈现显示在显示单元上。

而且，通过在计算机上执行时实施要求保护的方法的步骤的计算机程序或计算机程序产品来实现所述目的。而且，包括这种计算机程序的数据载体实现了所述目的。最后，通过执行这种计算机程序的计算机来实现所述目的。

本发明为其提供解决方案的另一个问题是手动控制设备的重量和空间。常规的手动控制设备包括用于将开关信号提供给控制耗电装置负载的电子控制设备的输入单元。最近的手动控制设备进一步包括用将其他信息提供给用户的显示单元，所述其他信息例如指示耗电装置负载的设置范围或仅仅指示短的手册。然而，显示单元和输入单元的结合增加了手动输入设备的重量和所需空间。

因此，本发明的另一个目的是减少用于控制耗电装置负载的手动控制设备的空间和重量。

该目的是基于以下思想实现的：输入单元和显示单元基于底层结构而构成（structure）。例如，显示单元通常包括多个在矩阵中设置的LED。因此，显示单元的底层结构是单个LED。输入单元的底层结构可以是触摸元件。建议将输入单元和显示单元的这些底层结构在公共层中彼此相互嵌套。

所述显示单元和输入单元的底层结构被设置为相互嵌套在公共层中。由于公共层中的单个lED和触摸元件的设置，本发明允许保护（safe）用于承载输入单元或显示单元的第二层。这允许省去该第二层的材料，从而节省材料成本以及第二层的空间和重量。因此，所述手动控制设备将更便宜、更轻且更小。这种手动控制设备可以与如上所述的用户接口设备相结合。

在本发明的另一方面，提出了输入设备的可替代构造。详细而言，本发明提出了触摸敏感设备的可替代构造。常规触摸敏感设备基于电容感测来操作，其中在该构造中，小电容器的电容率的变化被确定以检测触摸。本发明基于分析由光源通过光导层引导到光接收器的光以检测该光的干扰的思想。当光导层将由于触摸而歪曲时发生这些干扰。因此，基于这些歪曲，触摸的位置可以被明确地确定。触摸敏感设备包括具有用户输入面（face）的光导层和用于输出被耦合进入光导层的至少一个侧面的光的光生成单元。所述光生成单元生成参考光，例如红外光。而且，光接收单元耦合到光导层的相对侧面，其中该光接收单元接收通过光导层引导的光。所述触摸敏感设备随后将通过光导层接收的光与参考光进行比较，并且基于所接收光中的干扰确定用户输入的位置。利用这种触摸敏感设备，提供了常规输入单元的可替代输入单元。特别地，由光生成单元生成的所述种类的光对于用户而言是不可见的。因为这个原因，这种输入设备可以容易地与上述用户接口设备相结合。红外光没有干扰LED矩阵所输出的光以经由显示单元将相应的效果提供给用户作为反馈。这种输入设备可以有利地集成到要求保护的用户接口设备中。

本发明另一方面涉及一种用于控制耗电装置的用户接口设备。所述用户接口设备包括手动控制设备和电子控制单元。所述手动控制设备包括显示单元和输入单元并且基于用户输入生成开关信号。该开关信号被提供给所述电子控制单元。所述电子控制设备与手动控制设备连接以用于在显示单元上显示控制功能。而且，所述电子控制设备与消耗装置负载连接以输出经调节的电功率或用于控制消耗装置负载的命令。所述电子控制单元包括用于识别要由用户接口设备执行的控制功能的读取单元。基于控制功能的身份（identity），所述电子控制设备生成提供给显示单元的信息信号。因此，所述信息信号可以基于开关信号和/或从消耗装置负载接收的反馈信号和/或被识别的控制功能。所述控制功能可以通过读取耦合到控制系统的ID卡中所包含的RFID-标签来识别。因此，所述用户接口设备可以被个性化。而且，控制功能的量可以适于用户或适于系统管理员。如果用户接口设备连接到网络，则阅读者识别所接收的数据中的控制功能并且因此可以在显示单元上示出相应的控制元件（所述控制元件表示所述控制功能）。因此用户接口设备可以容易地从远程编程。

这种用户接口设备可以与权利要求1-9中描述的用户接口设备结合，从而附加地在显示单元上提供用户输入的效果的信息。而且，从属权利要求2-9的细节也可以被应用到权利要求14-16中给出的独立解决方案。

附图说明

将通过非限制实例、参照附图中所示的实施例来在下文中更详细地描述本发明。

图1是根据本发明的连接到消耗装置负载的手动控制设备和电子控制设备的总体构造；以及

图2图示根据本发明的手动控制设备的布局构造；

图3图示具有在公共层中的输入单元和显示单元的手动控制设备；

图4图示根据本发明的可用于用户接口设备的本发明的输入单元；

图5图示根据本发明的具有突起的扩散覆盖层的实例；

图6图示根据本发明的电子控制设备的构造的第一实施例；

图7图示根据本发明的电子控制设备的第二实施例；

图8图示用于控制光系统的两个不同的用户接口设备；

图9图示根据本发明的用于用户接口设备的导航功能；

图10图示根据本发明的手动控制设备的不同实现。

具体实施方式

图1图示根据本发明的用户接口设备的总体结构，其具有手动控制设备110、电子控制设备120和消耗装置负载130。手动控制设备110包括显示单元112和输入单元111。输入单元111基于用户输入生成开关信号1b，其被提供给电子控制设备120，该电子控制设备基于所接收的开关信号1a生成信息信号1b，该信息信号16被提供给显示单元112。而且，电子控制设备120从消耗装置负载130接收反馈信号1e，其指示来自消耗装置负载130的状态或其他参数。电子控制设备120生成控制信号或命令1d，其适于根据手动控制设备110上的用户输入调节提供给消耗装置负载130的电功率。在电子控制设备120中生成的信息信号1b包括所输出的控制信号1d和/或用户输入的效果之间的直接关系。因此用户将恰好在经由显示单元112控制消耗装置负载之前或直接在经由显示单元112控制消耗装置负载期间在显示单元112上得到信息。显示单元112包括多个全色LED，其以矩阵形式设置。通过使用图2和图3所图示的这种LED矩阵220，用户接口设备在接收到基于用户输入的控制信号1d之后，向用户提供用于表示关于用户输入的效果或关于所连接的光系统的状态的前馈或反馈信息的装置。通过也经由显示单元112、212上的LED矩阵220示出预期的/当前执行的控制的效果，用户可以接收所连接的照明系统的亮度、颜色、开/关状态等的直接信息。

在最简单的实现中，手动控制设备110包括显示单元112和输入单元111。根据图2所示的实施例，手动控制设备210包括三层。第一层是被包括输入单元211的第二层覆盖的显示单元212,其中输入单元211被覆盖层240覆盖，该覆盖层240用作保护层和/或缓和（defuse）层。

在图2中，包括敏感输入层211的第二层被设置在缓和覆盖层240与显示层212之间。然而，也可以交换输入层211和显示单元212，从而使得手动控制设备210在其背表面处具有触摸敏感输入层211并且在覆盖层240与输入层211之间具有显示层212。在这样的实施例中，不必提供作为透明材料的敏感输入单元211。因此，多种材料可以用于实现触摸敏感输入设备211。然而，在该情况下，用户输入需要通过设置在输入单元211与覆盖层240之间的显示单元212而被传递。通过以灵活的形式设置LED矩阵220，可以将用户输入从柔性（flexible）覆盖层240通过显示层212传递到输入单元211。

覆盖层240主要用于扩散全色LED矩阵的光。因此，用户可以识别平稳的（smooth）颜色而不是单个LED本身。如图2中所示，手动控制设备210看起来与常规光开关相似，使得用户将会将其识别为光控制器。当将输入层211设置在显示层212前面时，覆盖层240不需要强制性（mandatory）地在那儿。还可能的是，所述输入单元的触摸敏感层211也用作扩散和/或保护层，从而使层的数量减少一个。

LED矩阵220是由多个小全色固态LED（例如RGB LED）实现的。其在图2或图3中没有示出，但是还存在用于操纵用户输入和用于控制LED矩阵的组件。该用于识别用户输入的位置和用于控制LED矩阵的组件优选地设置在电子控制设备120中，这将在图6和图7中示出。

图3中图示手动控制设备210的另一个优选实施例。显示单元212的每个LED 220被触摸敏感元件230环绕，所述触摸敏感元件230被设置在与LED 220相同的层中。因此，手动控制设备210可以通过嵌套LED 220和触摸敏感元件来以非常平坦的形状生产。根据图3，具有多个单个全色LED 220的LED矩阵220和触摸敏感元件230被集成到一个单个层215中。如图3所示，触摸敏感元件230环绕每个单个LED 220。然而，还可能的是，两个或一小组LED 220被触摸敏感元件230环绕。而且，可以使用一种栅格，其中LED 220被设置在触摸敏感元件230的栅格的交叉点之间。LED 220和触摸敏感元件230被刚性表面层215或使用弯曲（flex）箔的柔性表面层容纳或支持。

LED 220的矩阵被用于提供关于光的状态和/或所连接的光系统上用户输入的效果的前馈和反馈信息。如已经解释的，通过使用从电子设备120提供到手动控制设备110的信息信号1b，LED 220的光表示几乎与受控的光系统130所提供的光相似的光。可替代地或此外，LED 220的矩阵可被用作低分辨率显示器以通过寻址LED再现与图形用户接口相当的用户接口。所述矩阵可以被用作用于示出符号或文本的低分辨率显示器。

如图2中所示的触摸敏感控制层211测量所述用户输入。触摸敏感层211的第一实现方式可以是触摸垫，其借助电容感测来测量物体（手指）在二维中的位置。这允许相对精确的用户相互作用。可替代地，可以如图2所示地预定义多个区域，使得这些区域可以被电容感测装置检测。

图4中图示了输入设备411的另一种实现。在该实施例中，用户输入的位置是基于光导层410内的光导而被测量的。光导层410被设置在与图2中的触摸敏感层211相同的位置上。然而，在光导层410的侧表面上存在光生成单元420，其中在相对的侧表面上存在光检测单元440。如果用户按压用户输入面，则由光生成单元420输出的光被影响（influence）并且被影响的光被检测单元440检测。由光生成单元420输出的参考光和被用户输入影响的所接收的光都被提供给微控制器450。微控制器450基于所接收的光与参考光的比较确定所述位置。在这种情况下，应当使用具有不同于来自LED矩阵220的光的波长的光以避免任何干扰。可能的是，使用在特定频率处闪烁的红外光。该光在所述侧被耦合进入光导层420，同时在另一侧检测传感器440检测归因于所述层上的压力的光传输的干扰。这种被使用的输入单元依赖于特定应用并且依赖于成本需要。

参照图5，更详细地解释覆盖层540。覆盖层540被设置为保护其他两个层211、212免受污垢和潮湿的影响。它还起着光扩散器的作用，使得来自LED矩阵220的光被用户识别为平稳的光辉。这具有附加的效果：两个内层211、212对用户而言不是直接可见的。覆盖层540可以具有如图5的左图中所示的平坦表面，但是它还可以包括突起510，其指示什么区域可以被用户按压，这依赖于用户接口设备提供给用户的控制功能。如图5的中间图和右图所示的突起510可以帮助用户得到触觉反馈或用户可以按压哪里或他可以如何移动其手指的指示。

此外，覆盖层540还可以包括槽520以用于插入ID卡或一张纸，其依赖于由用户接口设备提供的控制功能为用户提供更详细的信息（前馈）。

如上文已经提及的，根据本发明的用户接口设备需要附加的组件来生成相应的信息信号1b和控制信号1d。首先，它需要解释来自触摸敏感控制层211、230的触摸输入的模块。其次，它需要控制LED矩阵220的模块。而且，它应当包括将控制信号1d发送到连接到电子控制设备120的光系统130的输出模块。这些被电子控制设备120输出的信号1d、1b可以属于特定的协议，比如DMX、DALI或amBX。所述协议可以是有线或无线的。电子控制设备120可以具有针对一个或多个这些协议的相应的连接。电子控制设备120还可以直接控制光的连接，如常规的开/关切换需求。

在下文中，将基于图6和图7解释电子控制设备的两个实施例的构造。

根据如图6所示的第一实施例的电子控制设备120包括中央计算单元610，其从触摸敏感矩阵650接收具有开关信号1a的相应用户输入，所述用户输入在触摸输入解释器612中被处理，所述触摸输入解释器向中央计算单元610提供相应的检测的位置。中央计算单元610经由LED控制器611将信息1b输出到LED矩阵640以分别驱动每个单个LED。

而且，中央计算单元610连接到可以被实现为RAM的存储器620。然而，也可以使用如EEPROM的可交换非易失性存储器。特别地，存储器620可以包括不同的控制功能，其可以由本发明的用户接口设备来执行。

中央计算单元610与包括光控制接口634的输出单元630连接，所述光控制接口依赖于所使用的协议将控制信号1d传递到相应的协议数据单元631-633。存在三个不同的输出单元，例如DALI端口631、DMX端口632或1-10 V-端口633，这些都被提供用于将相应的控制命令1d输出到所连接的照明系统130。

而且，第一实施例的电子控制设备120可以包括编程端口660和可编程输入处理器661以用于接收相应控制功能的更新，所述更新可以由本发明的用户接口设备来执行。

图7中所示的实施例还包括作为连接到触摸输入解释器612以用于将确定的位置提供给中央单元610的输入单元的触摸敏感矩阵650。如图7所示，中央计算单元610可以连接到一种ROM存储器620。中央计算单元610还经由LED控制器611连接到LED矩阵640以用于控制每个单个LED 220。中央控制单元610经由输出单元630直接输出所连接的光系统的功率（power）。输出单元630包括将控制信号1d转变为用于干线电力控制637的相应信号形式，所述干线电力控制637连接到干线端口638以用于将被调节的电功率输出到所连接的光系统。

中央计算模块610包括多个控制功能，其可以由用户接口设备执行并且根据这些控制功能使用所述用户输入来控制所连接的光系统和LED矩阵640。中央计算单元610是可编程的并且因此包括一组控制功能的程序需要存储在存储器620中。

如图6所示，所述电子控制设备还可以包括用于输出听觉信号以指示用户触摸已经被电子控制设备检测的扬声器670。在这种情况下，中央计算单元610将需要发出信号1c，即听觉信号需要由扬声器670发出。该听觉信号可以在ROM模块620中被预编程或被实时生成为例如滴答声。在任一情况下，小扬声器670需要被集成到用户接口设备中。

所述电子控制设备可以附接到所述手动控制设备。然而，也可以将电子控制设备120集成在远离手动控制设备110设置的中央控制单元中。在彼此隔开地设置电子控制设备120和手动控制设备110的情况下，手动控制设备需要配备传输和接收装置以用于无线地或有线地将可以已经包括检测的位置的开关信号1a传递到电子控制设备，并且将信息信号1b传递到显示单元。

如图8所示，所述用户接口设备可以包括两个手动控制设备，其表示不同的控制功能。如图8所示，可以存在一个用于提供仅仅表示纯粹的开关的开/关控制功能的手动控制设备810，所述开关在处于关状态的情况下示出小灯（small light）。另一个手动控制设备820示出调光控制或色标。对于调光控制或色标控制，用户可以进一步调节光系统的相应亮度或者可以控制相应光系统的颜色。在仅仅具有用于安装用户接口设备的减少的空间的情况下，更有意义的是将多个控制功能合并到具有单个中央计算单元的一个用户接口设备中，其中多个不同的控制功能可以全部在相同时间被提供。然而，这可能由于手动控制设备和显示单元的有限的表面积而是不清楚的。因此，更可能的是，每次只呈现一组控制功能中的一个控制功能。这意味着需要从一个控制功能导航到另一个控制功能。可能的是，将导航区域910、920设置在手动控制设备的侧表面或侧边缘，如图9所示。当按压导航区域910时，电子控制设备将切换到下一个控制功能并且将在手动控制设备的显示单元上示出相应的控制功能或表示该控制功能的元件。在切换回先前的控制功能的情况下，用户必须按压手动控制设备左边缘上的导航区域920。通过在手动控制设备的右/左侧的导航区域910、920中提供这样的小光点，用户可以从一个控制功能导航到另一个控制功能。

也可以设想所有的控制功能被预编程并且被存储在存储器620中。但只有一个控制功能将在当时使用。其他控制功能可以通过改变扩散覆盖层540来触发，其中每个扩散覆盖层540被链接到特定的功能并且具有特定突起。特定的覆盖层540例如借助RF-ID标签检测。因此，所述电子控制设备需要具有读取设备，其能够识别RF-ID标签并将存储在存储器620中或存储在RF-ID标签中的相应的控制功能提供给用户接口设备以在显示单元上分别示出相应的控制功能或控制元件。

另一个可能性是通过改变插入在如图5所示的槽520中的纸嵌体，可以触发不同的控制功能。在该情况下，所述纸嵌体将需要被电子控制设备检测，这通过RF-ID标签也可以是可能的。集成在电子控制设备中的读取单元可以是天线或一些检测来自天线的信号的电子元件。这些电子元件可以连接到中央计算单元610，随后依赖于所检测的RF-ID标签激活不同的控制功能。还可能的是，不同的控制功能被存储在网络上，例如被存储在因特网上。如果用户接口设备借助于集成的RF-ID标签检测特定的覆盖层540或特定的纸嵌体，则用户接口设备向网络服务器查询链接到相应的检测到的覆盖层540或纸嵌体的程序并且下载该程序。在下载链接到特定覆盖层540的相应的控制功能之后，控制功能被激活。这种功能需要具有因特网连接性或某种网络支持的更高级的控制器。

图10图示根据本发明的用户接口设备的外部形状的不同实现。在图10中左侧，示出了光开关170的一般形状，其中整个区域被用作显示区域和输入区域。然而，也可能的是，仅仅具有如图10的中间所示的矩形区域180，其用于提供一种滑动开关，该滑动开关用于提供调光控制功能或用于调节色温等等。如图10右侧所示，手动控制设备190包括旋钮192。因此，可以通过移动旋钮192以调节所连接的光系统的特定参数（调光）来实现进一步程度的自由，其中拨号盘旋钮193的表面表示相应的控制功能和所连接的光系统的效果的反馈信息。

本发明可以应用于仅包括一个灯或包括多个不同灯的任何灯（light）或光系统。然而，它对于具有扩展的控制可能性（如颜色控制、定时器、日光控制等等）的灯或光系统特别有用。这种光系统正变得在专业领域（如零售领域）可用，而且也变得在消费者领域（如酒店房间或家中）可用。通过使用本发明，可能的是，在光系统上实现方便的控制，所述光系统容易控制并且所述光系统将待重新编程的可能性提供给所需的控制功能，这些控制功能是控制所连接的控制设备所需要的。

Claims (16)

1. 用于控制耗电装置（130）的用户接口设备，包括：

- 手动控制单元设备（110），其包括显示单元（112）和用于基于用户输入生成开关信号（1a）的输入单元（111）；以及

- 电子控制设备（120），其用于接收开关信号（1a）并且基于所述开关信号（1a）和/或从所述消耗装置负载（130）接收的反馈信号（1e）生成信息信号（1b）并且用于输出控制信号（1d）到耗电装置（130），

其中所述信息信号（1b）包括至少指示显示单元（112）上的呈现与耗电装置（130）的控制设置之间的直接关系的信息；

其中所述显示单元（112）适于基于所接收的信息信号（1b）中所包含的信息显示所述呈现。

2. 如权利要求1所述的用户接口设备，其中所述耗电装置（130）包括至少一个灯具，并且电子控制单元（120）输出的信息信号（1b）中所包含的信息所指示的直接关系是显示单元（112）输出的光与灯具（130）的控制设置之间的直接关系。

3. 如权利要求2所述的用户接口设备，其中显示单元（112）输出的光表示灯具（130）的光设置的特性。

4. 根据权利要求1-3之一所述的用户接口设备，其中所述显示单元（112）包括LED元件（220）的矩阵，和/或所述输入单元（111）包括触摸敏感元件（230）的矩阵，其中所述触摸敏感元件（230）优选地基于电容感测而被操作。

5. 根据权利要求4所述的用户接口设备，其中所述输入单元（111）和显示单元（112）被设置为在公共层（210）中彼此嵌套或者被设置为彼此堆叠，其中所述输入单元（111）被设置在显示单元（112）前面或显示单元（112）后面。

6. 根据权利要求1-5中之一所述的用户接口设备，其中所述电子控制设备（120）包括：

至少一个存储器（620），其用于存储至少一个电子控制功能，

至少一个微处理器（610），其用于基于所述开关信号（1a）和存储在存储器（620）中的所述至少一个电子控制功能和/或从消耗装置负载（130）接收的反馈信号（1e）之一生成信息信号（1b），

输出单元（630），其用于将电信号输出到耗电装置（130），

其中，优选地一个单个微处理器（610）适于执行多个电子控制功能。

7. 根据权利要求1-6之一所述的用户接口设备，其中至少一个电子控制功能是要显示在显示单元（112）上并且使得用户能够在另外的电子控制功能之间进行选择的导航功能，其中优选地基于包含在手动控制元件（110）中的一种类型的覆盖层（440）或基于识别元件而使得能够实现所述导航功能，所述识别元件是纸嵌体或者识别元件，其中该识别元件包含在经由天线或连接电缆从服务器或从互联网接收的识别信号中。

8. 如权利要求1-7之一所述的用户接口设备，进一步包括用于覆盖所述手动控制设备（110）的覆盖层（440），其中该覆盖层（440）具有扩散表面。

9. 如权利要求8所述的用户接口设备，其中所述覆盖层（440）包括：

突起（510），指示输入单元（111）上用于接收用户输入的区域，和/或

槽（520），用于容纳纸或ID卡。

10. 用于控制耗电装置（130）的方法，包括以下步骤：

- 在输入单元（111）上接收用户输入并且基于用户输入生成开关信号（1a）；

- 基于开关信号（1a）生成控制信号（1b）以用于控制耗电装置；

- 基于开关信号（1a）生成信息信号（1b），

- 将控制信号（1d）输出到耗电装置（130），并且

- 将信息信号（1b）输出到显示单元（112），所述信息信号（1b）包括至少指示显示单元（112）上的呈现与耗电装置（130）的控制设置之间的直接关系的信息；

- 基于所接收的信息信号（1b）中所包含的信息将所述呈现显示在显示单元（112）上。

11. 计算机程序或计算机程序产品，其用于在计算机上执行时实施如权利要求10所述的方法。

12. 数据载体，其包括用于当在计算机上执行时实施如权利要求10所述的方法的计算机程序代码。

13. 计算机，其被编程以执行如权利要求11所述的计算机程序。

14. 用于控制至少一个耗电装置的手动控制设备，包括：

显示单元（112）和用于基于用户输入生成开关信号（1a）的输入单元（111），其中显示单元（112）和输入单元（111）设置为在公共层（215）中嵌套。

15. 触摸敏感设备，包括：

光导层（410），具有用户输入面；和

光生成单元（420），其适于输出被耦合进入光导层（410）的至少一个侧面的光，所述光生成单元（420）适于生成参考光，特别是IR光，和

光接收单元（440），其耦合到光导层（420）的相对的侧面，其中光接收单元（440）适于接收通过光导层（410）引导的光，其中所述触摸敏感设备适于将通过光导层（430）接收的光与所述参考光进行比较并且适于基于所接收光中的干扰确定用户输入的位置。

16. 用于控制耗电装置（130）的用户接口设备，包括：

手动控制设备（110），其包括显示单元（112）和用于基于用户输入生成开关信号（1a）的输入单元（111）；和

电子控制设备（120），其用于接收开关信号（1a），

其中所述电子控制设备（120）包括能够识别要由用户接口设备执行的控制功能并且能够基于开关信号（1a）和/或反馈信号（1e）和/或被识别的控制功能生成信息信号（1b）的读取单元（700）。

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