CN104429161B - 自动调适照明单元的光输出的方法和装置 - Google Patents

Abstract

涉及控制在照明单元(10)上的照射的方法和装置。该方法包括读取来自照明单元上的定向传感器(17)的定向数据以及读取来自照明单元上的距离传感器(15)的距离数据。提供控制器(63)以控制照明单元上的各种光输出表面(12)。一旦控制器确定照明单元的定向和照明单元与外部结构或照射器结构的距离数据，控制器就调节照明单元的各种光输出特性。该方法可以额外地包括内存存储器，其允许控制器比较读取数据和存储的数据，从而确定相关联的灯具类型用于自动化调试。替代地，照明单元可以基于所述读取数据来重新配置其本身以在各种定向上输出光。

Description

自动调适照明单元的光输出的方法和装置

技术领域

本发明大体针对照明单元的自动配置和控制，以及照射器或照明单元内的多个光源。更特别地，本文中公开的各种发明方法和装置涉及取决于安装条件、位置、空间定向、照射器设计等来自动调适输出特性和控制照明单元。

背景技术

传统的照射器通常设计有固定输出特性和专用功能。例如，聚光灯照射器制造为以特定性能和光输出特性将窄光束指向到房间中和/或物体上的单一目的。这些照射器被具体构造为考虑到专用功能和目的而实现最大效率。因此，制造商提供大量照射产品以满足这些不同安装和应用要求。这样的大量产品和不同单元导致制造、存储和开销的成本更高。

传统灯具的另一个问题是一些照射器被不合适地安装到非预期的环境中。例如，用于泛光照射或遮蔽型照射的一些照射器可能被不正确地安装在其中光输出不能有效地用于照射房间的配置中。这样的安装浪费能量同时还不正确且不能有效地照射期望区域。这些照射器，当在制造位置可配置时，通常固有地在安装之后不能基于环境标准而校正其光输出。

举另一个实例来说，许多照射器具有可改变的输出特性，诸如强度或颜色控制。在这样的安装中，用户必须可以访问照射器或可以访问基于直接用户输入而修改光输出的控制终止(即，通过软件或诸如开关的硬件)。同样在这些情况中，用户控制接口必须集成在照射器或远程控制接口的控制系统内。不幸的是，光输出是通过照射器如何相对于天花板或其他结构固定和定向而被限定的。结果，照射器或灯具的固定输出结构不容易从第一安装定向转变为不相关的第二安装定向。

因此，传统的专用照射器存在一个或多个缺陷，本领域中需要提供一种能够照明单元，其基于诸如照明单元定向、与诸如天花板、墙壁、工作表面、照明表面等其他结构的距离和照射条件的检测值而自动重新配置，所有这些可以可选地用于克服现有方法的一个或多个缺陷。

发明内容

本发明指向创造性方法和装置，用于调适照明单元以基于所检测的环境条件改变许多光输出特性中的一个。例如，提供照明单元，其包括多个光源、光源由控制器控制并基于感测的安装特性修改照明单元和/或照射器的光输出特性。这样的照明单元或使用这样的照明单元的照射器可以利用距离传感器测量与相关和相邻结构的距离，诸如墙壁或天花板，从而确定合适的光输出功能。而且，给定感测数据，照明单元的定向和检测的距离数据两者可以组合起来从而更好地确定合适的安装定向、相邻结构和合适光输出特性。给定感测的定向，然后可以选择照明单元上或照射器内的照明表面。而且，或者替代地，感测的数据可以与列出所述感测数据和相关照射器类型信息的输出特性的内存存储单元中存储的数据进行比较，使得照明单元可以自动地重新配置其本身，并且输出具有合适光输出特性的光。相关联的数据可以包括其中安装照明单元的具体照射器的类型。

一般地，在一个方面中，本发明涉及可调适至环境安装条件的可控照明单元。照明单元可以基于安装参数调节光源的光输出，其中安装参数可以由各种传感器感测，包括距离传感器和定向传感器。该装置还包括电连接到光源或可以与其控制通信的控制器。这样的控制连接可以是，例如，无线控制桥。控制器从传感器读取数据，从而修改照明单元中的光源的至少一个光输出特性。控制器基于从定向传感器和距离传感器接收的数据修改这样的光输出特性。

在一些实施例中，至少一个照明表面包括多个LED。在一些实施例中，至少一个发光模块是第一光源和沿着相对方向发出光的第二光源。

至少一个被修改的光特性可以包括由所述照明表面发射的光的方向和/或分布形状。

在各种实施例中，定向传感器是三轴电子加速度计。

在一些实施例中，照明单元包括具有各自的第一发光表面和第二发光表面的第一光源和第二光源。进一步，修改来自照明单元的发光方向的控制器基于来自定向传感器或距离传感器的数据这样做。

在一些实施例中，照明单元包括内存存储单元和控制器，其中控制器可配置为访问内存存储单元，并且比较来自定向传感器和距离传感器的数据和内存存储单元上存储的值。一旦取回和比较，存储的值就可以包括与来自距离传感器和定向传感器的数据有关的相关联光特性值。

在一些实施例中，相关联的光特性值包括照射器类型。在那些实施例的一些版本中，照明单元包括电连接到控制器的光传感器。在其他版本和实施例中，照明单元可以具有与照明单元进行无线通信且从其解耦的控制器。在这样的实施例中，照射器中的专用通信单元可以用于保持控制与控制器的通信。

一般地，在另一个方面中，本发明涉及用于控制由照明单元生成的照射的方法。该方法可以包括通过从定向传感器读取定向数据来确定照明单元的定向。该方法可以进一步包括通过从距离传感器读取距离数据来确定照明单元的距离值。一旦读取数据，该方法可以包括基于定向数据和距离数据来调节所述照明单元的至少一个光输出特性。

在一些实施例中，至少一个光输出特性包括光输出方向和/或分布形状。

在一些实施例中，调节至少一个光输出特性的步骤是基于比较定向数据和距离数据与多个表格数据，所述表格数据包括与所述距离数据和所述定向数据相关的相关联照射器类型。

在一些实施例中，调节步骤包括有选择地启动安装在所述照明单元上的至少多个照明表面。

在一些实施例中，调节步骤包括利用控制器控制多个LED以修改至少一个光输出特性。

一般地，在另一个方面中，本发明涉及具有可改变的光输出的基于LED的照明单元，其具有电连接到控制器的第一光源和第二光源。至少一个光传感器电连接到控制器且与第一光源相关联。至少一个定向传感器还电连接到控制器和进一步与所述第一光源相关联。第一光源可以相对于(relative to)第一光输出轴安装和第二光源可以相对于与所述第一光输出轴不同的第二光输出轴安装。

在一些实施例中，照明单元可以包括与控制器相关联的内存存储单元。

如文本中所述的为了本发明的目的，术语“LED”应当理解为包括任意电致发光二极管或其他类型的能够响应电信号产生辐射的基于载流子注入/接头的系统。因此，术语LED包括但不限于响应电流而发出光的各种基于半导体的结构、发光聚合物、有机发光二极管(OLED)、电致发光带等。特别地，术语LED涉及可以被配置为产生在红外线光谱、紫外线光谱和各种可见光谱部分(一般地包括从大约400纳米到大约700纳米的辐射波长)的至少一个中的所有类型(包括半导体发光二极管和有机发光二极管)的发光二极管。

例如，被配置为产生基本上白光的LED(即，白光LED)的一个实施可以包括分别发出不同光谱的电致发光的多个裸片，不同光谱的电致发光混合形成基本上白光。在另一个实施中，白光LED可以与将具有第一光谱的电致发光转化成不同第二光谱的电致发光的磷光体材料相关联。在该实施的一个实例中，具有相对短波长和窄带光谱的电致发光“泵浦”磷光体材料，进而辐射出具有稍微更宽光谱的更长波长的辐射。

应当理解，术语LED不限制物理和/或电封装类型的LED。例如，如上所述，LED可以指具有被配置为分别发出不同光谱的辐射的多个裸片(即，可以或不独立可控)的单个发光器件。而且，LED可以与被视为LED的集成零件的磷光体相关联(即，一些类型的白光LED)。

术语“光源”应当被理解为指任意一种或多种辐射源，包括但不限于，基于LED的源(包括如上所述的一个或多个LED)、白炽源(即，白炽灯、卤钨灯)、荧光源、磷光源、高强度放电源(即，钠蒸汽灯、汞蒸汽灯和金属卤化物灯)、激光器、或其他类型的电致发光源等。

给定光源可以被配置为产生在可见光谱内、在可见光谱外或在可见光谱内和在可见光谱外的电磁辐射。因此，术语“光”和“辐射”在本文中交替地使用。此外，光源可以包括作为整体部件的一个或多个滤光片(即，滤色片)、透镜或其他光学部件。而且，应当理解，光源可以被配置为用于多种应用，包括但不限于指示、显示和/或照射。“照射源”是被特别配置为产生具有充足强度以有效地照射内部或外部空间的辐射的光源。在该上下文中，“充足强度”是指空间或环境中产生的可见光谱的充足辐射功率(就辐射功率或“光通量”而言，单位“流明”通常用于表示沿着所有方向来自光源的总的光输出)以提供周围照射(即，可以是间接感知的，可以是，例如，在整体或部分感知之前被一种或多种中间面反射的光)。

为了本发明，术语“颜色”与术语“光谱”交替使用。然而，术语“颜色”一般用于主要指观察者可以感知的合适辐射(尽管该用法不是为了限制该术语的保护范围)。因此，术语“不同颜色”暗示地指具有不同波长组分和/或带宽的多个光谱。还应当理解，术语“颜色”可以同时结合白光和非白光使用。

术语“色温”一般在本文中结合白光使用，尽管该用法不是为了限制该术语的保护范围。色温基本上指特定颜色内容或白光的阴影(即，带红色或带蓝色)。给定辐射样本的色温通常是根据辐射基本上与辐射样本相同光谱的黑体辐射器的以开尔文(K)为单位的温度表征的。黑体辐射器色温一般落在大约700开氏度(通常视为首先对人眼可见的)到超过10000开氏度的范围内；白光一般在高于1500-2000开氏度的色温感知。

术语“照射器”和“灯具”在本文中交替使用，是指特定形式因素、组装或封装中的一个或多个照明单元的实施或布置。术语“照明单元”在本文中用于指包括一个或多个相同类型或不同类型的光源的装置。给定照明单元可以具有光源的多种安装布置、外壳/外罩布置和形状、和/或电和机械连接配置。此外，给定照明单元可选地与涉及光源操作的各种其他部件(即，控制电路)相关联(即，包括，耦合到和/或封装在一起)。“基于LED的照明单元”是指包括如上所述的一个或多个基于LED的光源，独立的或结合其他不基于LED的光源的照明单元。“多通道”照明单元是指包括被配置为分别产生不同辐射光谱的至少两个光源的基于LED或不基于LED的照明单元，其中每个不同源光谱可以被称为多通道照明单元的“通道”。

术语“控制器”在本文中一般用于描述与一个或多个光源和/或日光阻塞元件相关的各种装置。控制器可以通过许多方式实施(即，诸如利用专用硬件)，以执行本文中讨论的多种功能。“处理器”是使用可以利用软件(即，微代码)编程以执行本文中讨论的各种功能的一个或多个微处理器的控制器的一个实例。控制器可以利用处理器或不利用处理器实施，还可以实施为用于执行一些功能的专用硬件和用于执行其他功能的处理器(即，一个或多个编程微处理器和相关联电路)的组合。可以再本发明的各种实施例中使用的控制器部件的实例包括但不限于传统的微处理器、专用集成电路(ASIC)和现场可编程门阵列(FPGA)。

在各种实施中，处理器或控制器可以与一个或多个存储介质(本文中一般称为“内存”，即，诸如RAM、PROM、EPROM和EEPROM的易失性和非易失性计算机存储器、软盘、高密度磁盘、光盘、磁带等)相关联。在一些实施中，存储介质可以利用一个或多个程序编码，当程序在一个或多个处理器和/或控制器上执行时，执行本文中讨论的至少一些功能。各种存储介质可以固定在处理器或控制器内或可以能运送的，使得存储在其上的一个或多个程序可以加载到处理器或控制器中，从而实施本文中讨论的本发明的各个方面。本文中一般意义上使用的术语“程序”或“计算机程序”是指可以用于编程一个或多个处理器或控制器的任意类型的计算机代码(即，软件或微代码)。

本文中使用的术语“网络”是指促进信息在任意两个或多个装置之间和/或在耦合到网络的多个装置中传输(例如用于装置控制、数据存储、数据交换等)的两个或多个装置(包括控制器或处理器)的任意互连。应当容易理解，适用于互连多个装置的网络的各种实施可以包括多种网络拓补结构和使用多种通信协议。此外，在根据本发明的各种网络中，两个装置之间的任意一个连接可以表示在两个系统之间的专用连接，或可选地非专用连接。除了运载用于两个装置的信息之外，这样的非专用连接可以携带不一定用于两个装置(即，开放网络连接)中的任一个的信息。而且，应当容易理解，本文中讨论的装置的各种网络可以使用一个或多个无线、有线/电缆和/或光线链路促进通过网络传输信息。

本文中使用的术语“用户接口”是指人用户或操作人员和能够在用户和装置之间进行通信的一个或多个装置之间的接口。可以在本发明的各种实施中使用的用户接口的实例包括但不限于开关、电位器、按钮、拨号盘、滑块、鼠标、键盘、小键盘、各种类型的游戏控制器(即，操纵杆)、轨迹球、显示屏、各种类型的图形用户接口(GUI)、触摸屏、麦克风和可以接收一些形式的人为刺激和响应人为刺激生成信号的其他类型的传感器。

应当理解，前述概念和以下更详细地讨论的额外概念(假设这样的概念不是相互矛盾的)都视为本文中公开的发明主旨的一部分。特别地，出现在本发明的末尾要求的主旨的所有组合都视为本文中公开的发明主旨的一部分。还应当理解，本文中明确使用的还可以通过引用出现在任意公开中的术语应当被赋予最符合本文中公开的特定概念的意义。

附图说明

在附图中，相同附图标记在不同图中一般指代相同零件。而且，附图不一定按比例绘制，重点反而通常在于示出本发明的原理。

图1示出于本文中的描述相关联的照明单元的实施例。

图2A示出利用可修改的照明单元或本文中描述的其他可修改照明源的示例性灯具的实施例。

图2B示出利用可修改照明单元或本文中描述的其他可修改照明源的示例性灯具的另一个实施例。

图2C示出利用可修改的照明单元或本文中描述的相似照明源的示例性灯具的进一步实施例。

图3A示出利用可修改的照明单元或本文中描述的其他可修改照明源的示例性灯具的实施例。

图3B示出可修改的照明单元或本文中描述的其他可修改照明源的示例性灯具的另一个实施例。

图3C示出利用可修改照明单元或本文中描述的相似照明源的示例性灯具的进一步实施例。

图4示出利用本文中描述的照明单元的示例性照射器的实施例。

图5A示出本文中描述的照明单元的一个实施例的元件的图解。

图5B示出本文中描述的照明单元的一个实施例的元件的图解。

图6示出基于传感器数据主动修改和重新配置本发明的照明单元以及比较所述数据和存储的值的流程图。

图7示出基于感测的数据调节光输出的一个或多个特性的流程图。

具体实施方式

本发明焦点在于照明单元和使用照明单元的照射器，其可以检测环境变量并且基于感测的安装和定向数据来调节其光输出，因而增加可用性和生产效率。这样的多功能照明单元可以基于如何安装，包括定向、照射器设计、与照射目标的距离以及其他因素，而调适其光输出参数。这些测量可以从直接放置在照明单元上或在其他实施例中放置在相关联结构中的传感器获取。通过允许自动化运转照明单元以调适其光输出以考虑与环境条件和安装参数相关的具体感测数据，照明单元或灯具可以在不需要用户或操作人员干预的情况下使其本身从一种专用形式自动地重定向到备选形式。这样的自动化调节可以是，例如，基于感测的照射器的空间定向的标准，从洗墙灯或向上照明照射等到向下照明配置。

因此，本文中公开的是个性化和列举化地控制在照明单元或照射器水平的光输出，其中光输出特性可以基于安装特性而被修改。这包括提供多功能照明单元，其可以基于在诸多因素中的如何安装和在哪安装、照射器设计特性、安装高度和位置来调适其本身和其照明效果。基于这样的因素的各种光输出特性的修改可以是合适的和期望的，由此允许一种可调适照明单元，其利用传感器数据以基于各种检测到的环境因素和条件来自动检测和产生照明效果。

当照明单元安装到灯具中时，额外的实施例和结构利用照明效果和照射特性的控制。照明单元可调适至检测的灯具/照射器的特性。照明单元内可以使用传感器数据以检测合适的灯具/照射器设计，由此关于这样检测的特性调节多个光输出特性中的至少一个。在各种实施例中，照明单元可以利用先前存储的灯具特性来比较所检测的特性，以便于合适地调适或修改照明单元或发光表面的光输出。

因此，申请人已经认识到和理解下述需要：提供一种照明单元，其检测这样的环境数据和允许基于这样的感测数据来修改和调适光输出特性。这些各种实施例和方法克服现有方法的一个或多个缺陷，特别是那些只允许固定的光输出规格的照明单元。

更一般地说，申请人已经认识到和理解，基于固有感测数据来调适照明单元的光输出特性将是有益的。

鉴于前述，各种实施例和实施方式指向基于安装的可调适性照射器和照明单元，其取决于安装特性而可自动化调节和被修改。这样的实施例和实施方式允许照明单元关于照明单元的定向和与照射目标的距离而调适和修改其本身至感测数据。实施例允许照明单元调适和修改多个光源的光输出，以产生适合安装和检测的定向和其他感测特性的个性化光输出特性。

在下面的详细描述中，为了说明而非限制，阐述公开具体细节的典型实施例，从而更透彻地理解要求的本发明。然而，本领域的普通技术人员将理解，根据本发明但不偏离本文中公开的具体细节的教导其他实施例仍在相关权利要求的保护范围内。而且，可以省略对众所周知的装置和方法的描述，以免模糊对典型实施例的描述。这样的方法和装置显然在要求的本发明的保护范围内。例如，可以提供具有多个照明表面的照明单元，其基于到天花板或墙壁的距离而自动调节光输出。例如，结合控制照明单元或灯具的一个或多个特性和一个或多个光输出特性的控制器讨论本文中公开的方法的各种其他实施例。然而，在不偏离要求的本发明的保护范围的情况下，可以想到该方法的其他配置、方法和应用。在一些应用中，结合多个照明表面、照明单元或灯具和控制一个或多个照明表面或发光器件的控制器来实施本方法。

在各种实施例中，描述的控制器可以集成为主控制器。这样的单独控制器或主控制器可以用于控制多个照明单元、照射器或光输出表面的光输出特性。

在其他实施例中，控制器可以是与照射器进行无线通信的远程控制器。在各种实施例中，照射器还可以具有无线连接到照射器以控制照明单元的光输出的通信单元。在一些实施例中，远程控制器可以是智能桥，以产生可以分析由照明单元或照射器传感器提供的数据和将计算出的光参数通过通信单元发送回光源的无线控制桥。这样的远程或直接连接可以包括在电子连通内，无论是通过无线、直接有线还是其他控制通信。

因此，期望提供一种灯具，其能够产生不同发光效果和光输出特性从而基于感测的数据设定期望类型的光输出。进一步期望提供这样的照射器或照明单元，其可以包括可以检测照明单元如何关于天花板、墙壁或永久的其他结构安装、固定和定向的内置传感器和/或控制机制。

在多个实施例中，代替需要显式用户控制输入，可以利用信息和数据以便自动化地控制和修改光输出。可选地，通过修改在照明单元上的多个照明表面，使用照明单元光输出特性的自动化调节。可选地，可以允许照射器基于如何安装和定向、灯具或照明单元内检测的所有必要参数而设定其自己的发光效果，以便调节合适的光输出特性。

通过利用示例性的照明单元10可以实现这些和其他益处，该示例性的照明单元10包括多个照明表面12，如图1中所述。发光表面可以可选地和可变地定位在照明单元10上。在一些实例中，提供多效照明单元，其能够产生多种发光效果和相应地或同时修改光输出特性。来自各种照明表面12的光输出可以这样配置，使得其基本上对应安装的定位和位置。

在其他实施例中，光输出特性可以取决于其中安装照明单元的照射器配置或备选地取决于照射器的具体感测特性而确定。

在一些实施和实施例中，光输出光束方向、光束形状、色温、光输出的强度和/或方向可以取决于如何安装照明单元和/或照射器(包括照明单元或照射器50的定向)被配置为基本上对应期望的发光效果，如图2A、图2B和图2C中所示。可以提供一个或多个传感器检测如何安装照射器和/或照明单元，其包括照明单元或照射器的定向、照射模块或照射器和安装表面之间的距离或照明单元、照明表面和/或照射器与要被照射的工作表面之间的距离。因此，诸如到墙壁和天花板的距离、照射器类型、诸如到地板、天花板和要被照射的工作表面的距离的安装特性的物理安装上下文的各种特性可以用于调节和修改每个照明单元的光输出特性，由此产生期望的发光效果。

如图1中所描绘的，示出利用多个照明表面12的示例性的照明单元10。每个照明表面可以是可以利用控制器或其他驱动电子器件而被改变和控制的基于LED的照明源。通过已知电子控制装置提供控制器63以调节和修改多个光源和LED的光输出。控制器可以基于从照明单元或灯具暗示获取的数据和其他信息的检测而有选择地启动安装在照明单元上的特定LED。在各种实施例中，被控制的光输出和发光表面可以是单独的LED、LED阵列、PCB、照明单元、照明源、发光表面的子集等。

如图1中所示，照明单元可以，在一些实施例中，包括第一照明表面和在相对光输出轴上发出光的相对的第二照明表面。这样的照明表面12可以基于多个照明表面12的放置和定位沿着向上的第一方向、向下的第二方向和在其他实施例中，向外的第三方向发出光。如实例中所示，可以使用三个可变光表面，以便修改和调节照明单元10的光输出特性和方向。同样地，多个光源可以独立地安装在散热器或其他支承结构14上，以便正确地安装照明材料和结构，在一些实施例中，散去来自光源的热，由此提供热的热耗散。

尽管本文中讨论的许多实施例包括或实现LED和LED阵列连同发光表面，这样的实施仅仅用于说明的目的，因而可以利用如本文中限定的如平面的、非平面的、点的、非点的、固态和其他传统形式的各种发光器件。

在图1的实施例中，沿着相对方向提供第一平面光输出表面和第二平面光输出表面，同时提供第三环形光输出表面。可以调节每个光输出表面，从而满足所需的光输出方向。不应该对图1中所示的实施例的具体结构进行限制性解释，因为提供不同数量的光输出表面时可以提供各种元件用于示例性和描述性的目的。同样地，还可以利用单一光输出表面，其中光输出表面的子集可以由控制器控制以便修改光输出特性。因此，单个表面、多个表面、环形表面、分段表面、分开的表面以及组合、连接和细分的表面包括在本文描述中。

组合图1中所示的多个照明表面12可以是多个传感器。在各种实施例中，安装在照明单元10中的传感器可以包括一个或多个定向传感器17、距离传感器15和光传感器13。每个或一些这样的传感器可以定位在照明单元上的可变位置，从而获取和采集必要数据用于说明照明单元的安装特性。可以检测安装的照射器和/或从照射器到天花板、墙壁或要照射的工作表面的距离的合适测量值，从而合适地修改光输出特性。控制器63和传感器13、15和17可以互相电连接或互相通信，使得控制器可以利用所收集的数据来修改和调适光输出特性。

在各种实施例中，多个传感器中的每个可以是独立的和/或组合起来。例如，在一些实施例中，可以利用机载定向传感器17连同距离中心以基于所检测的属性自动地配置所述照射器。定向传感器可以感测一个或多个航向、俯仰和横摇。航向一般指特定元件与地球磁极的定向或元件关于天底轴的旋转定向。航向可以利用一个或多个传感器测量。例如，定向传感器可以包括，在一些版本中，提供指示地球磁极的定向的电子输出的数字式罗盘(诸如磁力计、回转罗盘和/或霍尔效应传感器)。还可以检测俯仰，指的是特定元件关于与天底轴垂直的第一轴的旋转，并可以利用诸如陀螺仪和/或加速度计的一个或多个传感器进行测量。横摇指的是特定元件关于与天底轴垂直的第三轴和第二轴的旋转，可以利用诸如陀螺仪和/或加速度计的一个或多个传感器进行测量。

在一些实施例中，一个或多个定向传感器可以只感测航向。还是在一些实施例中，单个定向传感器可以感测航向、俯仰和横摇的多个值。例如，在各种实施例中，三轴或多轴电子式罗盘或加速度计可以用于确定航向、俯仰和横摇。

如各种实施例中所示，定向传感器17可以直接安装到照明单元的一个表面，从而合适地确定照明单元的定向。定向传感器可以直接安装照明单元上在任意多个表面上或与照明单元相关联。这样相关联的关系可以包括分开的、连接的、通信的或其他安装关系，使得可以检测照明单元10和/或照射器50、30、20的定向。

在其他实施例中，可以使用一个或多个距离传感器15，并定位在照明单元上的各个位置。距离传感器15可以用于测量从照明单元/照射器向着天花板、地板、工作表面或其他安装表面的距离。距离传感器可以包括各种测距仪、超声波发射器、光学检测器，在各种示例性的实施例中，每个实施例提供与传感器和/或安装表面和其他表面之间的测量值有关的数据输出。可以实施低分辨率和高分辨率的距离传感器，从而合适地检测要照射的表面和在各种结构之间进行区分。

在各种实施例中，光传感器13还可以定位在照明单元或照射器上或关于照明单元或照射器定位。可选的光传感器13可以在调试阶段实施，以确定来自灯具内的发射光的反射值或可以用作控制器的反馈以便于最佳控制照明表面12。

在各种实施例中，这些和其他传感器可以与照明单元或照射器相关联，可以不直接安装在照明单元或照射器上。这样的传感器可以用于调试照明单元和照射器上，并确定安装的照射条件。在各种实施例中，一个或多个传感器输出可以用于设定配置、确定照射器类型等。

照明单元可以安装在许多不同形式因素中，可以包括在，例如，如图2A、图2B和图2C中所示的照射器20、30、50内。如各种实例中所描绘的，照射器和/或照明单元可以安装在安装表面52上。照射器可以安装在要求个性化且唯一的光输出特性的可变位置和定向。例如，图2A描绘吊式安装。这样的安装配置可以表明间接光需要，其中期望上光，以反射来自天花板表面的光。控制器63可以检查这样的安装数据读数，从而基于许多规则而限定位置类型和必要影响。这样的规则可以限定适于这样的相关联和感测数据的功能效果和装饰效果两者的合适组合。

在各种实施例中，和如图2B的实例中所示，照射器50可以关于天花板安装，因而表明直接向下的光或天花板清洗效果是合适的。由控制器从安装在与其相关联的照射器或照明单元上的多个传感器接收的传感器数据可以检测灯具/照明单元和天花板之间的近零距离。与一般水平定向组合的这样的测量可以表明向下的光和/或天花板清洗效果是合适的。

在各种实施例中，控制器63获得、读取或与多个传感器和传感器数据通信，从而基于一组规则确定期望的照明效果。这样的规则可以利用具有不同和期望照明效果的传感器值组合。

在一些实施例中，如图2C中所示，直接在墙壁表面52上的照射器50的墙壁安装可以指示垂直安装的定向。进一步，距离数据可以确定在墙壁和照射器之间的近零定位。可以提供各种规则，指示到控制器墙壁清洗效果是优选的，由此取决于墙壁上的照射器50的位置和照射器关于天花板和地板或要照射的其他表面的距离而沿着墙壁向上和/或向下调节光。

因此，在图2A、图2B和图2C的多个实施例和实例中，许多输出特性可以利用感测数据实施，从而依赖于合适的安装特性和感测数据来调节和修改在不只一个侧面和/或方向上的光输出。一旦照明单元/灯具确定了表示安装特性的环境数据，控制器就自动调节和修改器光输出特性。

在各种实施例中，距离传感器15可以具有低、中或高分辨率和放置在多个位置，从而更好地评估要照射的表面类型。可以使用这样的信息基于所检测的感测数据来调节合适的光输出特性和照明效果。例如，照明表面特性可以包括工作台、窄的电脑桌、大的会议桌等，所有这些特性都可以由传感器检测。功能和装饰照射特性两者都可以基于所检测的距离实施，并扫描和检测所述表面的功能特性。

在一些实施例中，如图3A、图3B和图3C中所示，照射器30能够在多侧产生照明效果。一些替代实施例可以利用定位在不同表面上的多个距离传感器与多个光输出表面相结合。在一些实例中，如果在一个侧面上的一个距离传感器的距离数据是具有如图3A中描绘的水平定向的零，控制器可以产生向着模块的阻塞侧的非对称墙壁清洗效果。

在其他实施例中，如果照射器30向着天花板垂直安装，可以产生如图3B中所描绘的天花板清洗效果，由此允许照明单元修改其光输出特性，从而基于与这样的感测数据相关联的多个规则而照射出天花板清洗效果。

替代地或者在如图3C中所示的其他实施例中，向着墙壁32安装照射器30可能需要指示来自上方的标准墙壁清洗效果的照射图案35，其中模块检测垂直安装的定向，以及检测从天花板的距离为接近零。在这样的实施例中，照射器可以调节和修改来自上方的墙壁清洗的光输出特性，从而产生相关联的和期望的墙壁清洗照射图案35。

还是在其他实施例中，照明单元10和图4中所描绘的相关联照射器20都利用可以检测安装在其中的照射器的特性和/或类型的通用照明单元。在所描绘的实施例中，照明单元10可以安装在照射器20内，可以检测照射器零件22的定位。在各种实施例中，可以为这样的照明单元提供方法和装置，检测照射器或灯具的属性和类型，从而基于所检测的属性自动配置和调节其光输出特性。照明单元10不需要与照射器20直接通信以便检测合适的自动配置属性。

在这样的实施中，照射器20内的照明单元10的指纹印刷可以通过测量诸如声、光、机械和其他光学特性以及诸如定向的其他机械属性和安装属性的照射器的多个属性来实施。可以感测照射器零件22和将数据转发到控制器。这样的数据然后可以匹配到具有相关联的照射器检测调试数据和与安装的传感器相关联的相关特性的照射器类型的相关联特性数据库。存储在数据库65中的这样的表格可以基于感测数据指示相关照射器类型，其允许控制器基于在指纹印刷阶段检测的数据自动配置光输出表面。基于这样的数据和相关联的照射器类型来紧密匹配感测数据，控制器可以正确地调节照明单元，从而产生针对相关联数据库中列出的被确定的灯具/照射器必要的相关联光输出特性。然后控制器可以将相关联控制命令发送到照明表面，从而调节和修改各种属性的光输出特性。

因此，提供各种方法和装置，其允许自动配置模块和方法以合适地确定安装的照射器属性并基于这样的属性自动配置其本身。这样的自动配置和检测可以利用所讨论的指纹印刷技术，其中照明单元测量灯具的具体属性，以便识别匹配数据库内的那些属性的照射器的精确类型或相似类型。替代地，这样的照明单元可以测量和检测诸如直接影响光效果和光输出的诸如尺寸或其他配置方面的照射器的各种有限属性，例如，是否其定向在垂直位置或水平位置；表面距离；到天花板和/或墙壁的距离；照射器尺寸；到漫射器的距离；以及其他光效果影响属性。可以利用各种其他技术，基于使用可以直接发送到控制器的传感器数据，然后控制器可以基于所检测的属性自动配置照明单元。

在如图5A中所描绘的各种实施例中，可以实施控制器63用于从各种传感器接收数据，从而正确地自动配置照明单元。控制器可以是具体集成在照明单元中的控制器或与各种其他结构进行通信的相关控制器。在元件之间的电子通信可以是直接的、有线的、非有线的、网络连接的或基于其他兼容的互连。控制器63可以读取来自直接附接的传感器的数据，诸如距离传感器60、光传感器61和定向传感器62。替代地，这样的数据可以通过网络配置、直接有线配置或其中仅仅远程发送数据的备选配置发送。控制器可以引用相关联的内存存储单元或数据库65，从而单独或多个地正确匹配相关数据，进而正确地指纹印刷和/或识别匹配的照射器或灯具和配置照明单元上的各种发光表面64。

在各种实施例中，照明单元可以分离成单独部件，以包括分开安装但是受控制器单独控制的多个照明表面。同样地，照明表面可以是统一的、划分成子组或其上具有单独的照明元件，每个元件可以受控制器控制，从而产生与指纹印刷和经识别的照射器相关联的合适配置和光输出特性。

进一步，如图5B中所描绘的，控制器63可以与各种传感器、发光表面和数据库进行远程通信。在这样的实施例中，通信单元68可以集成照射器，以维持与控制器的专用通信。在各种实施例中，控制器可以是智能桥，其中传感器将信息传递到与智能桥/远程控制器保持无线连接的照射器的通信单元。然后智能桥控制器可以分析数据和访问本地或远程数据库，以确定合适的照射器位置和设置。在各种实施例中，该远程控制器可以利用基于云的分析和计算，同样地通过与互联网或其他网络的二次通信。可以确定和计算各种设置并发送各种设置到照射器用于通过照射器或照明单元的通信单元实施。本文中使用的描述和术语控制器意欲包含所述的直接连接或远程连接的概念和结构。

用于调试和集成照明单元在灯具内的各种方法和实施可以如图6中所示地实施。调试和集成可以在步骤101开始，其中可以轮询各种传感器，诸如在步骤102的距离传感器、在步骤103的定向传感器和在步骤104的光传感器。轮询可以按顺序或同时进行。在步骤105可以实施每个安装的照明元件的校准。这样的校准过程可以包括，例如，将模块放置在具体照射器内，使来自照明表面12的光闪烁并读取来自传感器的数据。这样检测的光学数据可以用于调试过程。然后传感器数据可以匹配存储在相关联的数据库65中的表格数据。对于每个数据集可以允许各种容差，从而合适地区分多个配置和照射器规格。每个传感器数据可以单独或组合地被读取和比较。一旦在步骤105数据与存储的配置数据相比较，则然后在步骤106控制器可以选择必要的合适配置并且重新配置照明单元。

替代地，照明单元可以确定可由多个传感器检测的外部环境安装规格。这样的功能安装可以在各种附图中显示，包括图2A、图2B和图2C，以及图3A、图3B和图3C。在步骤201开始确定合适的光输出特性。在步骤202可以读取传感器数据，在步骤203可以读取定向传感器数据和在步骤204可以读取光传感器数据。每个传感器数据可以单独、共同或通过各种组合执行，从而按照必要的顺序以确定安装类型。在步骤205控制器可以基于匹配测量值的多个规则来确定合适的照射配置。在步骤206控制器选择合适的照明表面进行照射，在步骤207基于这样的规则和所确定的配置而正确地驱动所选的照明表面和相关照明单元。

替代地，可以存在其中基于定向的光效果不会产生合适的用户期望的光效果的情况。在这样的情况中，照明单元和/或照射器可以装备有能够使用户修改检测的功能或装饰性光输出特性的用户输入。此外，在一些实施例中，手动调节或选择所需的输出特性可以通过用户输入。

尽管只在本文中所示和所描述的各种实施例内描绘单个控制器，但是可以提供单独驱动发光表面和/或驱动和控制发光表面的子组的多个控制器。这样的多个发光表面、照射器和/或照明单元的一个或多个可以受共同主控制器控制，所述主控制器具有发送到每个子元件的不同配置和/或发送到一个或多个子元件的共同配置。而且，在替代实施例中，多个灯具和/或照明单元可以通过网络连接用于内部可操作性和单个或多个控制器的控制。例如，在各种实施例中，多个照明单元可以通过编码的照明发送信号传递，例如，通过一个或多个LED的脉宽调制。在一些实施例中，一个或多个照明单元和/或照射器可以可选地用作其他照明单元和/或照射器的主单元。在其他实施例中，照明单元和/或照射器可以与不具有这样的传感器和检测结构的其他元件共享所检测的距离、光和定向信息。在一些实施例中，照射器和/或照明单元可以共享当前照明设置、计划的照射设置、安装的配置设定和功能或审美确定的设定，从而调整(align)多个照明单元中的照明效果，使得可以产生一致的光输出特性。

尽管本文中已经描述和示出一些发明实施例，但是本领域的普通技术人员将容易想象用于执行本文中描述的功能和/或获得结果和/或一个或多个优势的其他方式和/或结构，并且每个这样的变化和/或改进都视为在本文中所描述的发明实施例的保护范围内。更一般地，本领域的普通技术人员将容易理解，本文中所描述的所有参数、尺寸、材料和配置都是示例性的，实际参数、尺寸、材料和/或配置将取决于发明教导所适用的具体应用。本领域的普通技术人员将认识到，或能够仅仅利用常规实验确定本文中所描述的具体发明实施例的许多等同方案。因此，应理解的是，只通过实例呈现前述实施例，并且前述实施例在相关权利要求及其等价物的保护范围内，可以与具体描述和要求不同地实践发明的实施例。本发明的发明实施例指向本文中所描述的每隔单独特征、系统、物品、套件和/或方法。此外，如果这样的特征、系统、物品、套件和/或方法并非互相不一致，则两个或多个这样的特征、系统、物品、套件和/或方法的任意组合包括在本发明的保护范围内。

本文中所限定和使用的所有定义应当理解为控制词典上的定义、通过引用包括在本发明的文档中的定义和/或限定的术语的普通意义。

除非注明，否则本文的说明书和权利要求中使用的不定冠词“一”和“一个”应当理解为指“至少一个”。

本文的说明书和权利要求中所使用的术语“和/或”应当理解为指这样结合的元件的“一个或两者”，即，在一些情况中结合地出现和在其他情况中分别出现的元件。通过“与/或”列举的多个元件应当以相同方式解释，即，这样结合的“一个或多个”元件。与通过“和/或”从句具体识别的元件不同其他元件可以可选地呈现，无论与那些具体识别的元件相关或无关。因此，作为非限制性实例，“A和/或B”的引用，当结合诸如“包括”的开放式语言使用时是指，在一个实施例中，只是A(可选地包括与B不同的元件)；在另一个实施例中，只是B(可选地包括与A不同的元件)；还是在另一个实施例中，同时是A和B(可选地包括其他元件)；等。

本文的说明书和权利要求中使用的术语“至少一个”，值得是一个或多个元件的列表，应当理解为从元件列表中的任一个或多个元件中选择的至少一个元件，但不一定包括元件列表内具体列举的每个元件的至少一个，也不排除元件列表中元件的任意组合。该定义还允许元件可以与术语“至少一个”所指的元件列表内具体识别的元件不同可选地呈现，无论是与那些具体识别的元件相关或无关。因此，作为非限制性实例，“至少一个A和B”(或者，相等地，“至少一个A或B”或，等同地，“至少一个A和/或B”)可以指，在一个实施例中，至少一个，可选地包括不只一个A，不存在B(可选地包括除了B之外的元件)；在另一个实施例中，至少一个，可选地包括不只一个B，不存在A(可选地包括除了A之外的元件)；还是在另一个实施例中，至少一个，可选地包括不只一个A，和至少一个可选地包括不只一个B(可选地包括其他元件)；等。

还应当理解，除非相反地注明，否则在本文中要求的包括不只一个步骤或行为的任意方法中，方法的步骤或行为执行的顺序不限于其中阐述方法的步骤或行为的顺序。

而且，仅仅为了方便提供权利要求中出现的附图标记，不应当以任意方式解释为限制性的。

在权利要求中，以及以上的说明书中，诸如“包含”“包括”“运送”“具有”“含有”“涉及”“支持”“由…组成”等的所有过渡性术语应当理解为开放式的，即，是指包括但不限于。如专利审查手册的美国专利局手册第2111.03章中所阐述的，只有过渡性术语“由…构成”和“基本上由…构成”才应当分别是封闭式或半封闭式的过渡性术语。

Claims (16)

1.一种可调适和可控的照明单元，包括：

至少第一光源和第二光源，每个光源具有发光表面；

定向传感器(17)；

距离传感器(15)；和

控制器(63)，其电连接到所述第一光源和第二光源，所述控制器可操作为修改所述第一光源和第二光源的至少一个光特性；

其中所述控制器读取来自所述定向传感器和所述距离传感器的数据，以在所述数据满足第一标准时独立于对所述第二光源的所述至少一个光特性的修改而修改所述第一光源的所述至少一个光特性。

2.根据权利要求1所述的照明单元，其中所述第一光源包括一个或多个LED。

3.根据权利要求1所述的照明单元，其中所述第一光源和所述第二光源沿着相反方向发出光。

4.根据权利要求1所述的照明单元，其中所述至少一个被修改的光特性包括由所述发光表面发出的光的方向。

5.根据权利要求1所述的照明单元，其中所述至少一个被修改的光特性包括由所述发光表面发出的光的分布形状。

6.根据权利要求1所述的照明单元，其中所述控制器基于来自所述定向传感器或所述距离传感器的所述数据而修改光从所述照明单元的发出方向。

7.根据权利要求1所述的照明单元，其中所述照明单元包括内存存储单元(65)，所述控制器被配置为访问所述内存存储单元，并比较来自所述定向传感器和所述距离传感器的所述数据和所述内存存储单元上存储的值，所述存储的值包括与来自所述距离传感器和所述定向传感器的所述数据有关的相关联光特性值。

8.一种控制来自照明单元的照射的方法，包括：

通过读取来自定向传感器的定向数据确定所述照明单元的定向；

通过读取来自距离传感器的距离数据确定所述照明单元的距离值；和

基于所述定向数据和所述距离数据而调节所述照明单元的至少一个光输出特性；

其中所述调节至少一个光输出特性是基于所述定向数据和所述距离数据与多个表格数据的比较，所述表格数据包括与所述距离数据和所述定向数据有关的相关联照射器类型。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述至少一个光输出特性包括所述照明单元的光输出方向。

10.根据权利要求8所述的方法，其中所述至少一个光输出特性包括所述照明单元的光输出分布形状。

11.根据权利要求8所述的方法，其中所述调节至少一个光输出特性包括选择性地启动安装在所述照明单元上的多个照明表面的至少一个。

12.根据权利要求8所述的方法，其中所述调节至少一个光输出特性包括：利用控制器控制多个LED以修改所述至少一个光输出特性。

13.一种被配置用于可控光输出的基于LED的照明单元，所述照明单元包括：

电连接到控制器的第一LED光源和第二LED光源；

电连接到所述控制器且与所述第一LED光源相关联的至少一个光传感器；

电连接到所述控制器且与所述第一LED光源相关联的至少一个距离传感器；和

电连接到所述控制器且与所述第一LED光源相关联的至少一个定向传感器；

其中所述第一LED光源相对于第一光输出轴安装，所述第二LED光源相对于与第一光输出轴不同的第二光输出轴安装；

其中所述控制器读取来自所述定向传感器和所述距离传感器的数据以选择性地启动所述第一LED光源和第二LED光源，并且其中当所述数据满足第一标准时所述控制器独立于所述第二LED光源的启动而启动所述第一LED光源。

14.根据权利要求13所述的照明单元，其包括与所述控制器相关联的内存存储单元。

15.一种可邻近安装表面安装的照射器，其包括根据权利要求13所述的照明单元。

16.一种从天花板悬挂的照射器，其包括根据权利要求13所述的照明单元。