CN102333400B - 照明远程控制系统 - Google Patents

Abstract

一种照明远程控制系统，包括：照射器件，用于在可改变的方向上辐射照射光；远程控制器，用于辐射可见光；方向传感器，用于基于所述远程控制器的姿态来检测所述可见光的辐射方向；以及位置传感器，用于检测所述远程控制器的位置坐标，所述照射器件被设计成按照由所述位置传感器检测的所述远程控制器的所述位置坐标、由所述方向传感器检测的所述可见光的所述辐射方向以及任意设置的单位长度而辐射所述照射光至指定的位置。

Description

照明远程控制系统

技术领域

本发明涉及一种包括照射器件的照明远程控制系统，所述照射器件具有可改变辐射方向的照射光。

背景技术

通常，已知一种照明远程控制系统，其中光电检测器被设置在具有发光器的可移动照射器件处，所述发光器被布置在远程控制器处。所述光电检测器检测从所述发光器发射的光。所述照射器件自动地转向所述发光方向(例如，参见日本专利申请公开No.H6-314507)。该远程控制系统用于工作室的舞台或其它地方的照射，并且能够在用户持有远程控制器并且作为照射目标时有效地使用。然而，在用户不是照射目标以及在照射光的辐射位置被指定至除了用户位置之外的任意位置时不适于使用所述远程控制系统。这使得难以将照射光的辐射位置指定至用户难以触及的任意位置。

发明内容

考虑到上述情况，本发明提供了一种照明远程控制系统，所述照明远程控制系统能够允许持有辐射可见光的远程控制器的用户将照射光的辐射位置容易地指定至与所述用户间隔开的任意位置。

根据本发明的实施例，提供一种照明远程控制系统，包括：照射器件，用于在可改变的方向上辐射照射光；远程控制器，用于辐射可见光；方向传感器，用于基于所述远程控制器的姿态来检测所述可见光的辐射方向；以及位置传感器，用于检测所述远程控制器的位置坐标，其中所述照射器件被设计成基于由所述位置传感器检测的所述远程控制器的所述位置坐标、由所述方向传感器检测的所述可见光的辐射方向以及任意设置的单位长度而辐射所述照射光至指定的位置。

所述系统可以进一步包括计算单元，用于基于所述远程控制器的位置坐标、所述可见光的辐射方向以及单位长度来得到所述照射光的辐射角度。

所述远程控制器可以包括设置部件，用于使得用户能够任意地设置单位长度。

利用本发明的照明远程控制系统，所述照射光被辐射至按照由用户持有的远程控制器的可见光指出的方向、所述远程控制器的位置坐标以及任意设置的单位长度而指定的位置。这使得能够容易地将所述照射光的辐射位置指定至与用户间隔开的任意位置，并且甚至指定至用户难以触及的位置。

附图说明

从下面结合附图给出的实施例的描述中，本发明的目的和特征将变得显而易见，在附图中：

图1是示出了根据本发明的一个实施例的照明远程控制系统的透视图；

图2是远程控制系统的框图；

图3是示出了根据本实施例的第一变例的照明远程控制系统的框图；

图4是示出了根据本实施例的第二变例的照明远程控制系统的框图；

图5是示出了根据本实施例的第三变例的照明远程控制系统的框图；

图6是示出了根据本实施例的第四变例的照明远程控制系统的框图；

图7是示出了根据本实施例的第五变例的照明远程控制系统的框图；

图8A和8B是示出了根据本实施例的第六变例的照明远程控制系统的框图；

图9是示出了根据本发明的一个实施例的照明远程控制系统的操作的透视图；

图10A和10B是用于解释远程控制系统的操作的视图；

图11是示出了远程控制系统的操作期间远程控制器的状态变化的流程图；

图12是示出了根据本实施例的第六变例的照明远程控制系统的一个示意性操作的透视图；

图13是示出了远程控制系统的另一示意性操作的透视图；

图14是示出了远程控制系统的再一示意性操作的透视图；

图15A、15B和15C是示出了远程控制系统的示意性使用的透视图；以及

图16A、16B和16C是示出了远程控制系统的另一示意性使用的透视图。

具体实施方式

现在将参考形成本发明一部分的附图来描述根据本发明的一个实施例的照明远程控制系统。

参考图1，照明远程控制系统1被安装在房屋的室内区域等等，并且包括照射器件2，其中可以围绕摇移(panning)(水平角旋转)和倾斜(垂直角旋转)的两轴改变照射光的辐射方向。照射器件2用于点照明并且在数量上可以是单个的或多个的。

通过由用户操作的远程控制器3来远程控制照射光的辐射方向。照明远程控制系统1包括：远程控制器3，用于辐射可见光；控制器件4，用于响应于远程控制器3的操作而控制照射器件2；以及位置传感器5，用于检测远程控制器3的位置坐标。远程控制器3的位置坐标是表示诸如室内空间等等的特定空间中的远程控制器3的位置的三维坐标。位置传感器5通过例如接收由远程控制器3发送的超声波来检测远程控制器3的位置坐标。

远程控制器3包括用于辐射可见光30的指针单元31、方向传感器32以及由用户操作的设置单元33。方向传感器32指定远程控制器3的姿态(方向角)，并且基于远程控制器3的特定姿态来间接检测从远程控制器3辐射的可见光30的辐射方向。控制器件4基于由位置传感器5检测的远程控制器3的位置坐标、由方向传感器32检测的可见光30的辐射方向以及任意设置的单位长度“t”来指定照射器件2辐射照射光到达的位置。所指定的位置沿着可见光30的辐射方向与远程控制器3的位置坐标间隔开单位长度“t”。单位长度由操作设置单元33的用户来设置。

用户操作远程控制器3，使得从远程控制器3辐射的可见光30能够表示企图由照射器件2点照明的地方，例如本实施例中的墙壁表面上的照射目标6。响应于由远程控制器3和位置传感器5发射的信号，控制器件4执行照射器件2的摇移和倾斜控制，以具有指向由可见光30表示的位置的照射器件2的光轴20。如果改变照射目标6的位置，则通过改变远程控制器3的方向和/或单位长度“t”可以由来自照射器件2的光来辐射位置改变的辐射目标6。

接下来，将描述照明远程控制系统1的框图。如图2所示，照射器件2包括：光源21；照明电路22，用于开启/关闭光源21；驱动单元23，用于驱动照射器件2或光源21；以及通信单元24，用于与控制器件4进行通信。

光源21被设计成沿着光轴20的方向辐射照射光。光源21是例如有机EL(电致发光)元件，并且可以是LED(发光二极管)、荧光灯、HID(高强度放电灯)、白炽灯或者无机EL元件。在光源21是有机EL元件的情况下，有机EL元件可以包括彼此层叠以发射白光的有机发光层。替代地，可以结合使用能够发射红光、绿光和蓝光的有机EL元件以生成混合颜色的照射光。不将有机EL元件的照射光的颜色限定至红色、绿色和蓝色，而是可以为例如黄色和蓝色。

在光源21是发光二极管的情况下，优选使用多个发光二极管。在这种光源21的情况下，可以单独使用或者可以结合使用能够发射红光、绿光和蓝光的发光二极管以产生混合颜色的照射光。可以通过控制流经相应发光二极管的电流来改变光源21的照射光的光颜色分量。发光二极管的照射光的颜色不限于红色、绿色和蓝色。

在光源21为有机EL元件或发光二极管的情况下，根据有机EL元件和发光二极管的尺寸，在封装内布置适当数量的有机EL元件或发光二极管。光源21可以是包括外壳或被布置成围绕有机EL元件或发光二极管的发光面板(未示出)的模块。所述外壳优选由例如塑料的非易脆材料、由塑料和诸如玻璃纤维等的增强填充材料的混合物构成的复合材料、诸如铝合金，铁，镁合金等的金属材料或木头构成。

照射器件2可以包括光学构件或反射板(未示出)。光学构件可以是例如各种透镜、棱镜、百叶窗或滤色器。可以根据照射器件2的类型适当使用光学构件。使用具有从光漫射、光收集、光偏振、波长切断和波长转换的功能中选择的必要功能的滤色器。所述光学构件由例如光透视塑料、玻璃或被涂覆金属板来构成。可以使用能够提供期望的光学特性的其它材料作为光学构件。反射板用于朝着辐射位置反射来自光源21的光，并且包括例如防蚀铝反射板、铝沉积反射板、银沉积反射板、树脂反射板或冷反射镜。所述反射板具有能够提供期望的光学特性的形状和尺寸。所述反射板的反射表面可以是镜面或光漫射表面。

照明电路22是例如逆变器电路，并且供应有来自诸如市电电源的外部电源的电流。照明电路22通过允许电流流经光源21来开启光源。

驱动单元23是用于改变照射光的辐射方向的结构。所述驱动单元23包括电机驱动器、驱动电机以及被布置在驱动电机和驱动轴之间的齿轮单元。驱动单元23用于围绕驱动轴来旋转照射器件2或光源21。电机驱动器输出对应于由通信单元24接收的控制命令的驱动信号，从而对驱动电机进行驱动。驱动电机可以例如是电磁电机、静电电机、超声电机、球形电机或线性电机。在驱动电机的旋转期间，通过电机驱动器来控制驱动电机的旋转方向和旋转角度。

通信单元24通过有线或无线通信发送数据至控制器件4或从控制器件4接收数据。这里使用的无线通信包括例如可见光通信、红外数据通信标准(IrDA)、RF(射频)通信、近场通信标准(IEEE 802.15.1，注册商标“蓝牙，”)以及无线LAN标准(IEEE 802.11)。这里使用的有线通信包括例如有线LAN标准(IEEE 802.3等)以及功率电缆通信。通信单元24传送所接收的数据至照明电路22和驱动单元23。如果由通信单元24接收的数据包含关于光源21的色温、闪烁、调光的控制命令，则照明电路22控制流经光源21的电流，从而调节光源21的色温、闪烁、调光。

除了上述部件之外，远程控制器3还包括：控制单元34，用于控制远程控制器3的操作；发射单元35，用于发射远程控制信号至控制器件4；以及信号波生成单元36，用于生成需要用来指定远程控制器3的位置坐标的信号波。

指针单元31被设置有用于辐射具有增强的方向性的可见光的发光单元(例如，激光指针)，并且用于表示照射器件2辐射照射光到达的位置。指针单元31的使用使得用户能够清楚地识别空间内待辐射的位置并且利用可见光表示空间内待辐射的位置。

方向传感器32用于指定空间内远程控制器3的姿态，即远程控制器3的方位角和倾斜角。这使得能够检测从远程控制器3发射的可见光的辐射方向。方向传感器32包括例如地磁传感器和加速度传感器。地磁传感器周期性(例如，每10毫秒)地测量远程控制器3的方位。远程控制器3通过每10毫秒将加速度传感器的检测输出值相加来指定远程控制器3的倾斜角。将一轴传感器、两轴传感器或XYZ三轴传感器用作加速度传感器。

作为方向传感器32，可以使用电罗经(gyrocompass)传感器替代地磁传感器和加速度传感器。电罗经传感器检测由远程控制器3的姿态的改变引起的加速度中的变化。通过将角速度中的变化添加起来指定远程控制器3的方位角和倾斜角(即，远程控制器3的方向角)。电罗经传感器可以例如是角速度传感器、旋转电罗经传感器、振动电罗经传感器或光纤电罗经传感器。如有需要，可以将多个电罗经传感器用作方向传感器32。

设置单元33包括至少一个由用户操作的开关，并且用于将通过开关的操作设置的信息输入至控制单元34。所述开关是例如按钮开关，但是可以是滑动开关或其它开关。按钮开关优选是电容型的，但是也可以是电阻型的或光学型的。电容型按钮开关以通过手指的接触或按压树脂片等等改变电容型按钮开关的电容的方式进行操作。替代地，开关可以是通过手指的接近等等替代上述接触型而改变电容的这种类型。远程控制器3可以包括显示单元(未示出)，例如被布置在开关附近的LCD(液晶监视器)。显示单元用于显示例如开关操作或关于待控制的照射器件2的信息的内容。

设置单元33包括第一到第七设置部件，所述设置部件是针对不同用户操作的功能性部件。用户可以操作第一设置部件以允许指针单元31辐射可见光，向发射单元35供应由方向传感器32测量的信息以及由设置单元33设置的信息，并且允许信号波生成单元36生成信号波。用户可以操作第二设置部件以输入在设置单位长度中使用的任意数字“t”。

在设置多个照射器件2的情况下，用户可以操作第三设置部件以选择待控制的照射器件2的地址或组。如果照射器件2包括多个光源21，则用户可以操作第四设置部件以选择待控制的光源21。用户可以操作第五设置部件以输入包括由第三设置部件或第四设置部件选择的照射器件2或光源21的闪烁信息的调光信息。用户可以操作第六设置部件以输入由第三设置部件或第四设置部件选择的照射器件2或光源21的色温信息。用户可以操作第七设置部件以输入由第三到第六设置部件选择的信息的组合。第三到第七设置部件可以被任意地设置在远程控制器3中，可以选择性地设置其中的一些。

控制单元34包括用于执行操作的CPU(中央处理单元)、用于存储控制程序的ROM(只读存储器)以及用于存储多种控制数据的RAM(随机存取存储器)。控制单元34基于由方向传感器32测量的信息以及由设置单元33设置的信息来控制指针单元31、发射单元35以及信号波生成单元36。由方向传感器32测量的信息在控制单元34中经历通过平均算法执行的数字信号处理。执行数字信号处理以使得信号更平滑。数字信号处理有助于降低外部噪声，从而增加方向传感器32的有效检测精度并且降低远程控制器3的振动，所述振动可能在用户按压设置单元33的开关时临时产生。降低远程控制器3的振动有助于降低所辐射的可见光的光轴20的偏离。控制单元34可以具有功率节省模式。所述功率节省模式是在其中未操作设置单元33的待机期间执行的控制模式。所述功率节省模式有助于降低由CPU消耗掉的电功率。

发射单元35通过无线通信向控制器件4发送远程控制信号，所述远程控制信号包括由方向传感器32测量的信息以及由设置单元33设置的信息。在无线通信中，可以使用例如可见光通信、红外数据通信标准、射频通信、近场无线通信标准以及无线LAN标准。远程控制信号包含例如指定顺序的起始码、发射信息、误差检测码以及结束码。发射信息包括例如任意数字“t”、远程控制器3的方位角和倾斜角、远程控制器3的ID、待控制的照射器件的组、照射器件的地址、光源的地址、包括闪烁信息的调光信息以及色温信息。例如以大约19.2kbps的速度以及例如大约100微妙的间隔发射远程控制信号。

信号波生成单元36生成超声波作为信号波。由位置传感器5接收所生成的超声波。除了超声波，可以使用红外线、可见光或电波作为信号波的信号介质。远程控制器3可以包括多个信号波生成单元36，并且可以使用不同种类的信号介质。

位置传感器5是超声阵列传感器，所述超声阵列传感器通过使用从远程控制器3的信号波生成单元36接收的超声波来指定远程控制器3的位置坐标。位置传感器5被安装在例如天花板上，而与照射器件2和控制器件4无关，使得其能观测室内区域。位置传感器5可以被安装在能够检测远程控制器3的位置坐标的墙壁或地面上。

超声阵列传感器包括例如基板以及以阵列形状安装在所述基板上的三个或更多个压电元件。所述压电元件利用压电效应将从信号波生成单元36接收的超声波转换为电信号。所转换的电信号被输出为图像模拟信号，所述图像模拟信号又通过A/D转换而被转换为数字信号。使用数字信号，位置传感器5计算直到其接收来自信号波生成单元36的超声波所花的传播时间。因此，位置传感器5获取距离图像并且使用三边测量原理来指定远程控制器3的位置坐标。

代替超声阵列传感器之外，可以将互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器用作位置传感器5。所述CMOS图像传感器包括用于转换光信号至电信号的三个或更多个阵列形状的光接收元件。所述光接收元件利用光电效应将从信号波生成单元36接收的光脉冲信号波转换成电信号。所转换的电信号被输出作为图像数字信号。利用数字信号，位置传感器5计算直到其接收来自信号波生成单元36的超声波所花的传播时间。因此，位置传感器5获取距离图像，并且使用三边测量原理来指定远程控制器3的位置坐标。

通常将GPS(全球定位系统)用作用于指定位置的系统。本实施例的位置传感器5能够在难以从GPS卫星接收电波的室内区域中指定远程控制器3的位置坐标。在位置传感器5中指定位置坐标的精度高于GPS的精度(民用GPS具有大约几米到十米的误差)。

控制器件4包括用于从远程控制器3发射的远程控制信号的接收单元41、处理单元42、计算单元43以及用于与照射器件2进行通信的通信单元44。

接收单元41接收以无线形式发射的远程控制信号，并且将所接收的远程控制信号发送至处理单元42。接收单元41可以设置有用于输出声音的声音输出单元。在这种情况下，声音输出单元在接收单元41接收远程控制信号时生成回复声音。

处理单元42包括用于存储各种处理数据的存储单元(未示出)。处理数据的示例包括在其中布置了照明远程控制系统1的特定空间的位置坐标数据、照射器件2，光源21以及位置传感器5的位置坐标数据、照射器件2的控制内容。特定空间的位置坐标数据可以是实际存在的地面、墙壁或天花板的坐标数据，或虚拟空间的坐标数据。在存在多个照射器件2的情况下，将照射器件2的位置坐标数据以与照射器件2的地址匹配的关系存储在存储单元中。

处理单元42基于由方向传感器32测量的远程控制器3的方位角和倾斜角、由设置单元33设置的任意数字“t”以及由位置传感器5检测的远程控制器3的位置坐标而指定在特定空间中的位置。远程控制器3的方位角和倾斜角指的是由远程控制器3表示的方向，即远程控制器3辐射可见光的方向。所指定的位置在可见光的辐射方向上与远程控制器3的位置坐标隔离开单位长度“t”。按照所指定的位置，处理单元42正确地选择用于控制照射器件2的驱动单元23的驱动控制内容以及用于控制光源21的闪烁、调光和色温的控制内容。在设置多个照射器件2的情况下，处理单元42指定待控制的照射器件2。将这些处理结果从处理单元42作为信号发送至计算单元43。

响应于从处理单元42发送的信号，计算单元43关于处理单元42指定的位置计算照射器件2的照射光的辐射角度，即在可见光的辐射方向上与远程控制器3的位置坐标间隔开单位长度“t”的位置。基于所计算的辐射角度，计算单元43生成用于驱动照射器件2的驱动单元23的驱动控制信号，并且通过通信单元44发射驱动控制信号至目标照射器件2。如果从处理单元42接收的信号包含光源21的闪烁、调光以及色温的数据，则将数据通过通信单元44发射至目标照射器件2。

处理单元42和计算单元43包括用于执行数量处理、计算以及其它任务的CPU。分配至远程控制器3的控制单元34以及分配给控制器件4的处理单元42和计算单元43的功能不限于上述这些，而是可以适当地改变。

与照射器件2进行双向通信的通信单元44通过有线或无线通信发射从计算单元43接收的数据至照射器件2，并且发送从照射器件2接收的数据至计算单元43。在无线通信中，可以使用例如可见光通信、红外数据通信标准、射频通信、近场通信标准以及无线LAN标准。在有线通信中，例如可以使用有线LAN标准和功率电缆通信。处理单元42、计算单元43以及通信单元44可以彼此单独设置，或者可以将其设置在同一基板上。

(第一变例)

现在将描述本实施例的照明远程控制系统1的变例。在图3所示的第一变例中，位置传感器5被一体设置在控制器件4中。这使得能够缩短对位置传感器5和控制器件4进行互连的布线。

(第二变例)

在图4所示的第二变例中，控制器件4和位置传感器5被一体设置在照射器件2中。在该变例中，照射器件2是具有传感器功能的照射器件2。这使得能够省略控制器件4的通信单元44和照射器件2的通信单元24。

(第三变例)

在图5所示的第三变例中，照射器件2包括第一驱动单元23a和第二驱动单元23b作为驱动单元23，所述第一驱动单元23a用于驱动光源21，所述第二驱动单元23b用于驱动接收单元41和位置传感器5。由于接收单元41由第二驱动单元23b进行驱动，所以接收单元41能够在广泛的范围上接收从发射单元35发射的信号。因为位置传感器5由第二驱动单元23b进行驱动，所以位置传感器5能够在广泛的范围上检测从信号波产生单元36发送的信号波。

(第四变例)

在图6所示的第四变例中，照射器件2被设计成使得能够由相同的驱动单元23来驱动光源21、接收单元41以及位置传感器5。与将第一和第二驱动单元设置为驱动单元23的情况相比，这是成本有效的。

(第五变例)

在图7所示的第五变例中，将位置传感器5设置到远程控制器3中。位置传感器5测量远程控制器3和远程控制器3周围的地面、墙壁以及天花板之间的距离，从而指定在特定空间中远程控制器3的位置坐标。

远程控制器3包括例如由用于接收超声波的阵列传感器形成的信号波生成单元36和位置传感器5。位置传感器5接收由信号波生成单元36生成，由远程控制器3周围的地面、墙壁以及天花板反射，并且然后返回至远程控制器3的超声波。基于直到由位置传感器5接收从信号波生成单元36生成的超声波所花的传播时间，远程控制器3计算其自身与地面、墙壁以及天花板之间的距离，并且使用三边测量的原理指定其位置坐标。在信号波生成单元3生成光脉冲信号波的情况下，可以将CMOS图像传感器用作位置传感器5。

(第六变例)

在图8A和8B所示的第六变例中，照明远程控制系统1包括多个位置传感器5。多个位置传感器5的使用使得远程控制系统1能够在广泛的范围上检测从信号波生成单元36生成的信号波，从而使得能够消除位置传感器5的盲区。控制器件4设置有多个接收单元41，并且能够在广泛的范围上接收从远程控制器3的发射单元35发射的信号。

照明远程控制系统1包括多个照射器件2，所述多个照射器件2中的每一个具有用于指定控制目标的地址。照射器件2中的每一个包括多个光源21，所述多个光源21中的每一个具有用于指定控制目标的地址。可以将照射器件2划分为若干个照射器件组，每个照射器件组包括多个照射器件2。在这种情况下，逐组地将照射器件2指定为控制目标。

现在将参考图9到图10B来描述本实施例的照明远程控制系统1的操作。

图9示出了XYZ空间中远程控制系统1的操作。L0代表照射器件2的位置坐标，方向角vL(单位向量)表示照射光的辐射方向。R0指的是远程控制器3的位置坐标，并且方向角v0(单位向量)表示可见光的辐射方向。将控制器件4和位置传感器5布置成接近照射器件2。图10A和10B示出了远程控制系统1的操作顺序。如果由操作者(用户)操作第一设置部件，则远程控制器3的指针单元31辐射可见光(步骤S10)。

操作者通过操作远程控制器3的第二设置部件暂时确定任意数字“t”(步骤S11)。将任意数字“t”存储在控制单元34的存储单元中。

操作者按压远程控制器3的第一设置部件的按钮指定的时间，例如一秒或者更多，同时表示利用可见光通过来自照射器件2的照射光辐射的位置。控制器件4对按钮按压时间或在马上释放按钮之前持续特定时间段得到的方向传感器32的检测结果进行平均。该平均过程有助于降低方向传感器32的检测结果中的外部噪声，所述外部噪声是通过例如临时手振动引起的。远程控制器3发射包含这种数据的远程控制信号作为由方向传感器32检测的远程控制器3的方向角v0(方位角φ0和倾斜角ψ0)、由第二设置部件设置的任意数字“t”以及由设置单元33设置的其它信息(步骤S12)。发射单元35以指定的间隔发射远程控制信号至控制器件4。信号波生成单元36以指定的间隔生成信号波。

控制器件4接收由位置传感器5检测的远程控制器3的位置坐标R0(步骤S13)。接收单元41接收包含从远程控制器3供应的各种信息的远程控制信号，即方向角v0、任意数字“t”以及由设置单元33设置的信息。使用以下等式I，处理单元42计算由可见光表示的位置坐标A2。

等式I

$\stackrel{\→}{A2}=\stackrel{\→}{R0}+t\stackrel{\→}{v0}$

$=(R0x,R0y,R0z)+(t\cos \mathrm{\φ}0\cos \mathrm{\ψ}0,t\sin \mathrm{\φ}0\cos \mathrm{\ψ}0,t\sin \mathrm{\ψ}0)$

计算单元43计算照射器件2的方向角vL(摇移角φL和倾斜角ψL)(步骤S14)。基于存储在存储单元中的照射器件2的位置坐标L0，计算单元43计算指向位置坐标A2的照射器件2的方向角vL。

通过以下等式II来表示位置坐标A2。

(等式II)

$\stackrel{\→}{A2}=\stackrel{\→}{L0}+m\stackrel{\→}{\mathrm{vL}}$

$=(L0x,L0y,L0z)+(m\cos \mathrm{\φ}L\cos \mathrm{\ψL},m\sin \mathrm{\φ}L\cos \mathrm{\ψL},m\sin \mathrm{\ψL})$

其中m是变量。

在三坐标分量的每一个中，由等式I和II表示的位置坐标A2是相同的。因此，三等式是有效的，这使得能够求解变量m，φL和ψL。

控制器件4将由计算单元43计算的照射器件2的方向角(摇移角φL和倾斜角ψL)从其通信单元44发射至待控制的照射器件2的通信单元24(步骤S15)。

根据由通信单元24接收的信号，控制照射器件2的驱动单元23，使得照射器件2的光轴20能够指向表示的位置。然后，照射光被辐射到表示的位置(步骤S16)。

基于照射光的辐射状况，操作者可视地决定对应于暂时确定的任意数字“t”的位置坐标A2是否正确(步骤S17)。位置坐标A2正确的事实意味着照射光被辐射到期望的位置。如果位置坐标A2不正确(如果在步骤S17中为否)，则通过远程控制器3的第二设置部件的操作改变任意数字“t”，通过第一设置部件的操作辐射可见光，直到位置坐标A2变得正确。通过改变任意数字“t”来改变从远程控制器3到位置坐标A2的距离，即单位长度“t”。如果位置坐标A2是正确的(如果在步骤S17中为是)，结束通过改变任意数字“t”的光分布的设置。

接下来，将描述在照明远程控制系统1的操作中确定任意数字“t”(参见图9)。通过计算单元43中的计算处理代替设置单元33的用户操作，可以执行任意数字“t”的暂时确定。例如，在假设位置坐标A2位于特定平面(A2＝A1)上的交点A1处的情况下，计算单元43暂时确定任意数字“t”。特定平面可以例如是地面(z＝0的平面)、天花板(z＝zmax的平面)或墙壁(x＝0或x＝xmax的平面以及y＝0或y＝ymax的平面)。计算单元43暂时地将任意数字“t”确定为通过以下等式III到V得到的值的最小一个。

(等式III)

R0z+t sinψ0＝0，这在位置坐标A1和A2位于地面上时适用。

(等式IV)

R0z+t sinψ0＝z max，这在位置坐标A1和A2位于天花板上时适用。

(等式V)

R0x+t cosφ0cosψ0＝0

R0x+t cosφ0cosψ0＝x max

R0y+t sinφ0cosψ0＝0

R0y+t sinφ0cosψ0＝y max，这在位置坐标A1和A2位于墙壁上时适用。

在所示出的示例中，对应于暂时确定的任意数字“t”的位置坐标A1是在方向角v0的方向上从远程控制器3延伸的直线与墙壁平面y＝ymax的交点的坐标。

通过操作远程控制器3的第二设置部件来改变暂时确定的任意数字“t”。例如，如果照射目标6从接近墙壁的位置(由双点画线表示)移动到远离墙壁的位置(由实线表示)，则通过将任意数字“t”改变至小于暂时确定的任意数字“t”的值，可以将照射光辐射至照射目标6。

利用如上所述的照明远程控制系统，基于通过从用户手持的远程控制器3发射的可见光表示的方向、远程控制器3的位置坐标以及任意设置的单位长度“t”，照射光辐射至指定的位置。这使得能够容易地将照射光的辐射位置指定至与用户间隔开的任意位置，甚至辐射至用户难以触及的位置。由于计算单元43能够关于特定位置而得到照射光的辐射角，所以能够利用简单的逻辑而指定照射光的辐射方向。另外，通过用户操作远程控制器3的设置单元33来设置单位长度“t”。因此，通过改变单位长度“t”，能够指定任意的空间坐标，并且通过使用远程控制器3而指定可见光的辐射位置。

图11示出了在远程控制系统1的操作期间远程控制器3的状态变化。当通过设置单元33的操作而重置时，远程控制器3进入“初始化”阶段S20。如果结束初始化，远程控制器3进入“等待”状态S21。在接通设置单元33的第一设置部件的开关时，远程控制器3进入“方向传感器/加速度传感器启动”状态S22，从而开启方向传感器32。如果启动了方向传感器32，远程控制器3进入“等待”状态S23。在关断第一设置部件的开关时，远程控制器3返回至状态S21。在“等待”状态S21中，远程控制器3保持在功率节省模式(待机模式)，从而降低控制单元34消耗的电功率，尤其是其CPU消耗的电功率。如果在状态S23中第一设置部件的开关持续接通，则远程控制器3进入“方向传感器/加速度传感器数据读取”状态S24以读取方向传感器32的数据。如果结束了方向传感器32的数据的读取，则远程控制器3进入“红外线发射”状态S25，以使得发射单元35发射红外线。如果结束了红外线发射，则远程控制器3进入“超声波发射”状态S26，以使得信号波生成单元36发射超声波。如果结束了超声波发射，则远程控制器3返回至状态S23。

通过这种方式，通过使用功率节省模式，设计远程控制器3以降低功耗，所述功率节省模式有助于延长电池用作电源的放电时间。

接下来，将描述包括多个照射器件2或多个光源21的照明远程控制系统1的操作，即描述根据第六变例的照明远程控制系统1的操作(参见图8A和8B)。图12示出了作为远程控制系统1的示范性操作(独立控制型操作)的每一个照射器件2的独立控制。远程控制系统1包括例如3个照射器件2a、2b和2c。照射器件2a、2b和2c中的每一个包括控制器件4和位置传感器5。在这种远程控制系统1中，可以省略照射器件2a、2b和2c中的每一个的通信单元24以及控制器件4的通信单元44，并且可以将计算单元43的输出输入至照明电路22和驱动单元23。通过其器件地址“1”、“2”或“3”来识别照射器件2a、2b和2c中的每一个。照射器件2a、2b和2c的位置坐标分别为L0、L02和L03。在这种远程控制系统1的操作中，选择照射器件2a、2b和2c中的一个作为控制目标的任务被添加至上述的包括一个照射器件2的远程控制系统1的操作中。

如果将照射器件2a选择为控制目标，则通过远程控制器3的第三设置部件来设置选择了器件地址“1”(单独设置模式)。控制器件4的接收单元41接收由远程控制器3设置的信息。处理单元42确定具有器件地址“1”的照射器件2a为控制目标。计算单元43计算照射器件2a的方向角vL(摇移角φL和倾斜角ψL)。控制器件4发射方向角vL至照射器件2a。照射器件2a的光轴指向表示的位置A2。

图13示出了作为远程控制系统1的另一示范性操作(共同控制型操作)的多个照射器件2的共同控制。远程控制系统1包括例如5个照射器件2a、2b、2c、2d和2e。照射器件2a、2b、2c、2d和2e中的每一个包括控制器件4。位置传感器5被布置在地面和天花板上。它们也可以被布置在墙壁上。照射器件2a、2b和2c属于器件组“1”。照射器件2d和2e属于另一器件组。照射器件2a、2b和2c的器件地址分别为“1”、“2”和“3”。照射器件2a、2b和2c的位置坐标分别为L01、L02和L03。在这种远程控制系统1的操作中，选择照射器件2a、2b、2c、2d和2e中的一些作为控制目标的任务被添加至上述的包括一个照射器件2的远程控制系统1的操作中。

如果将照射器件2a、2b和2c选择为控制目标，则通过远程控制器3的第三设置部件来设置选择了器件组“1”或器件地址“1”、“2”和“3”(共同设置模式)。控制器件4的接收单元41接收由远程控制器3设置的信息。处理单元42确定具有器件地址“1”、“2”和“3”的照射器件2a、2b和2c为控制目标。计算单元43计算照射器件2a、2b和2c的方向角vL1、vL2和vL3。控制器件4发射对应于器件地址“1”、“2”和“3”的方向角vL1、vL2和vL3至照射器件2a、2b和2c。照射器件2a、2b和2c的光轴基本上同时指向表示的位置A2。

图14示出了作为远程控制系统1的再一示范性操作(系统控制型操作)的多个光源21的共同控制。在远程控制系统1中，照射器件2包括例如6个光源21a、21b、21c、21d、21e和21f。照射器件2具有器件地址“1”。光源21a、21b、21c、21d、21e和21f分别具有光源地址“1”、“2”、“3”、“4”、“5”和“6”。光源21a和21b的位置坐标分别为L01和L02。照射器件2包括控制器件4和位置传感器5。除了包括一个照射器件2的远程控制系统1的上述操作之外，这种远程控制系统1的操作包括选择光源中的一些作为控制目标的任务。所选择的光源的方向角通过远程控制系统1来控制。

如果将照射器件2的光源21a和21b选择为控制目标，则通过远程控制器3的第三设置部件来设置选择了器件地址“1”和光源地址“1”和“2”(共同设置模式)。控制器件4的接收单元41接收由远程控制器3设置的信息。处理单元42确定具有光源地址“1”和“2”(属于具有器件地址“1”的照射器件2)的光源21a和21b为控制目标。计算单元43计算光源21a和21b的方向角vL1和vL2。控制器件4发射对应于器件地址“1”和光源地址“1”和“2”的方向角vL1和vL2至照射器件2。照射器件2的光源21a和21b的光轴基本上同时指向表示的位置A2。

基于通过远程控制器3的设置单元33设置的信息，控制器件4使得通信单元44向照射器件2发射光源地址、包括闪烁信息和色温信息的调光信息。按照从通信单元44发射点信息，照射器件2执行其光源21a和21b的闪烁、调光和调色。

图15A、15B和15C示出了照明远程控制系统1的示范性使用。照射器件2包括三个光源21a、21b和21c，并且被安装在室内区域的天花板上。照射器件2还包括被布置在光源21a、21b和21c前侧处的光发射面板以及被布置在光源21a、21b和21c背侧处的驱动单元。餐桌被布置在照射器件2下方。控制器件4和位置传感器5被附着至墙壁。在图15A、15B和15C中未示出远程控制器3的操作者。

如图15A所示，开启照射器件2以利用指向桌表面61的光源21a、21b和21c的光轴辐射照射光至餐桌的桌表面61。

参考图15B，如果一旦按压了设置单元33的按钮，则远程控制器3发射具有增强的方向性的可见光30，例如激光。可见光30辐射至被布置在墙壁表面上的艺术品62。通过操作设置单元33选择光源21b作为控制目标(单独设置)。

接下来参考图15C，如果连续按压设置单元33的按钮，则从远程控制器3的发射单元25发射关于各种传感器的检测结果的信息至控制器件4。控制器件4计算可见光表示的位置(光轴引导位置)，照射光辐射值该位置。然后，通过引导光轴20b至该位置，控制器件4允许照射光辐射至期望的位置，并且如有需要，控制光源21b具有期望的亮度和颜色。

图16A、16B和16C示出了照明远程控制系统1的另一示范性使用。替代被设置在墙壁表面上的艺术品，艺术品63被放置到餐桌的桌表面61。

如图16A所示，开启照射器件2以利用指向桌表面61的光源21a、21b和21c的光轴20a、20b和20c而辐射照射光至餐桌的桌表面61。照射光的颜色是白色。

参考图16B，如果一旦按压了设置单元33的按钮，则远程控制器3发射具有增强的方向性的可见光30。可见光30辐射至被放置在桌表面61上的艺术品63。通过操作设置单元33来选择光源21a、21b和21c作为控制目标(共同设置)。

接下来参考图16C，如果连续按压设置单元33的按钮，则从远程控制器3的发射单元35发射关于各种传感器的检测结果的信息至控制器件4。控制器件4计算可见光30指出的位置(光轴引导位置)，照射光辐射至该位置。然后，通过引导光轴20a、20b和20c至该位置，控制器件4允许照射光辐射至期望的位置，并且控制光源21a、21b和21c具有期望的亮度和颜色。例如，光源21a的照射光的颜色从白色变为红色，光源21c的照射光的颜色从白色变为蓝色。光颜色的这种对比使得艺术品62看起来更美观。

本发明不限于上述实施例的配置，而是可以通过不同的形式对本发明进行修改而不偏离本发明的范围。例如，在控制器件4被安装到墙壁等位置的情况下，可以将远程控制器3可拆卸地附着至控制器件4。在未使用的时候，远程控制器3附着至控制器件4。这使得能够防止远程控制器3的损耗。在使用的时候，远程控制器3从控制器4拆除。优选地，远程控制器3设置有可再充电的二次电池作为电源，并且控制器件4设置有用于对远程控制器3进行充电的充电器。当将远程控制器3附着至控制器件4时，远程控制器3被安装控制器件4的充电器。这使得能够对远程控制器3的二次电池进行充电，从而防止电池功率耗尽。

Claims (3)

1.一种照明远程控制系统，包括：

照射器件，用于在可改变的方向上辐射照射光；

远程控制器，用于辐射可见光；

方向传感器，用于基于所述远程控制器的姿态来检测所述可见光的辐射方向；以及

位置传感器，用于检测所述远程控制器的位置坐标，

其中所述照射器件被设计成基于由所述位置传感器检测的所述远程控制器的所述位置坐标、由所述方向传感器检测的所述可见光的所述辐射方向以及与用户间隔开的任意长度而辐射所述照射光至指定的位置，并且

其中所述位置坐标是表示特定空间中的所述远程控制器的位置的三维坐标。

2.根据权利要求1所述系统，还包括：

计算单元，用于基于所述远程控制器的所述位置坐标、所述可见光的所述辐射方向以及所述长度来得到所述照射光的辐射角。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述远程控制器包括用于使得用户能够任意设置所述长度的设置单元。

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