CN104918371A - 照明装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种照明装置及其控制方法，该照明装置包括：外壳，收容于外壳内的控制模块、驱动模块、光源模块，所述照明装置还包括收容于外壳内的颜色识别模组、所述控制模块与所述颜色识别模组及所述驱动模块连接，所述颜色识别模组用于获取被照物的表面颜色信息，所述控制模块将接收到的颜色信息转换为驱动控制信号，所述驱动模块根据接收到的驱动控制信号并对光源模块进行光谱调节操作。本发明照明装置中可以利用其内的颜色识别模组自动感知并获取被照射物的颜色，并根据所采集到的被照物颜色调整光源模块输出的光谱，从而实现照明装置自动、快速的与被照物之间的互动。

Description

照明装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及照明技术领域，尤其涉及一种照明装置及其控制方法。

背景技术

随着照明技术的不断延伸拓展，人们对照明的需求也越来越多样化和智能化。目前，智能家居中的灯具在调光调色时往往是通过智能终端设备，例如手机，平板电脑等进行控制，但存在如下一些不足：如智能终端需要与灯具连接，经常通过蓝牙、Zigbee、Wifi进行无线传输，因为手机没有Zigbee连接功能，需要通过中间的桥接设备连接；Wifi也是需要通过路由器来进行连接，有一定的操作过程和延迟，另外成本也比较高；并且，该灯具无法感知环境颜色，很难与环境实现互动。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种能够根据被照物的颜色对自身光谱作适应性的调整照明装置及其控制方法。

为实现上述目的，本发明提供一种照明装置，其包括：外壳，收容于外壳内的控制模块、驱动模块、光源模块，所述照明装置还包括收容于外壳内的颜色识别模组、所述控制模块与所述颜色识别模组及所述驱动模块连接，所述颜色识别模组用于获取被照物的表面颜色信息，所述控制模块将接收到的颜色信息转换为驱动控制信号，所述驱动模块根据接收到的驱动控制信号并对光源模块进行光谱调节操作。

进一步的，所述外壳包括组装在一起的壳体及透明盖，所述颜色识别模组位于透明盖及控制模组之间。

进一步的，所述壳体设有第一收容槽及第二收容槽，所述颜色识别模组、控制模块、驱动模块收容于所述第一收容槽内，所述光源模块收容于所述第二收容槽内。

进一步的，所述颜色识别模组固定于所述控制模块上，所述照明装置还包括连接至控制模块上的电机，通过所述电机的运动带动所述控制模块上的颜色识别模组在照明装置内移动以扩大颜色识别模组的探测范围。

进一步的，所述颜色识别模组颜色识别模组包括透镜及颜色探测器，所述颜色探测器位于透镜及控制模块之间。

进一步的，所述颜色探测器为颜色传感器或光谱探测器。

进一步的，所述第一收容槽的较第二收容槽深。

进一步的，所述透明盖为玻璃盖。

进一步的，所述光源模块为LED光源模块。

进一步的，所述驱动控制信号为PWM信号。

为实现上述目的，本发明还提供了一种上述照明装置的控制方法，所述控制方法包括：

光源模块向被照射物体投射初始侦测光，所述初始侦测光具有初始颜色信息；

颜色识别模组获取所述被照射物体基于所述初始侦测光生成的初始反射光的颜色信息；

控制模块根据所述初始反射光的颜色信息生成目标颜色信息，并将目标颜色信息转换为驱动控制信号；

驱动模块根据接收到的驱动控制信号驱动光源模块发出目标颜色信息对应的目标侦测光；

颜色识别模组获取所述被照射物体基于所述目标侦测光生成的目标反射光的颜色信息；

判断所述初始反射光和目标反射光的颜色差是否在预设颜色差范围内；

若是，控制所述照明模块保持投射所述目标侦测光。

进一步的，所述初始颜色为白色。

进一步的，所述控制模块根据所述初始反射光的颜色信息生成目标颜色信息，具体包括：

获取所述初始反射光的色坐标值；

以预设加权系数对所述初始反射光谱的色坐标值进行换算得到目标色坐标值；

根据所述目标色坐标值得到目标颜色信息。

进一步的，所述以预设加权系数对所述初始反射光谱的色坐标值进行换算得到目标色坐标值，具体包括：

获取目标照射模式，所述目标照射模式为预设同光模式和预设补光模式中的一个；

在所述目标照射模式为预设同光模式时，以预设加权系数对所述初始反射光谱的色坐标值进行增加得到目标色坐标值；

在所述目标照射模式为预设补光模式时，以预设加权系数对所述初始反射光谱的色坐标值进行降低得到目标色坐标值。

进一步的，所述将目标颜色信息转换为驱动控制信号，具体包括：

将目标颜色信息转换为PWM信号。

进一步的，所述控制方法包括：

若否，根据所获得的目标反射光的颜色信息，更新所述初始侦测光的颜色信息，并返回光源模块向被照射物体投射初始侦测光，所述初始侦测光具有初始颜色信息的步骤。

进一步的，所述根据所获得的目标反射光的颜色信息，更新所述初始侦测光的颜色信息，具体包括：

将所述初始侦测光的颜色信息调整为和目标侦测光的颜色信息相同。

所述预设颜色差范围包括所述初始反射光的颜色坐标值和目标反射光的颜色坐标值的差值小于或等于0.001。

本发明照明装置中可以利用其内的颜色识别模组自动感知并获取被照射物的颜色，并根据所采集到的被照物颜色调整光源模块输出的光谱，从而实现照明装置自动、快速的与被照物之间的互动，无论被照射物体的颜色如何变化，甚至颜色变化很细微时，也能自动得到颜色与其协调的照射光。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为符合本发明较佳实施例的照明装置的立体组装图；

图2为符合本发明较佳实施例的照明装置的另一角度的立体组装图；

图3为图1的部分立体分解图；

图4为图3的另一角度示意图；

图5为图3进一步的立体分解图；

图6为符合本发明较佳实施例的照明装置的控制方法的流程图；

图7为符合本发明较佳实施例的照明装置的控制方法内根据所述初始反射光的颜色获取目标颜色的具体流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1至图5，本发明较佳实施例提供的照明装置100，其包括：壳体1、与壳体1组装在一起的透明盖2、收容于壳体1内的控制模块4、放置于控制模块4上的颜色识别模组3、放置于控制模块4一侧的驱动模块6、及收容于壳体1内的光源模块7。优选地，照明装置100还可以包括连接至控制模块4上的能够使颜色识别模组3在一定空间范围内移动的电机5。

以下针对本发明较佳实施例的照明装置100内的各个元件作具体说明。

请参考图1、图3及图4，壳体1由散热性能较好的铝质材料制成，呈盖状，其设有第一凹槽11及第二凹槽12，第一凹槽11较第二凹槽12深。

请参1及图2，透明盖2由玻璃材料制成，其可以密封壳体1。壳体1与透明盖2共同组成了照明装置100的外壳。

请参图3至图5，颜色识别模组3收容于壳体1的第一凹槽11内且置于控制模块4上且朝向透明盖2以便采集对应被照物的反射光。颜色识别模组3包括透镜31及颜色探测器32。具体地，透镜31呈圆柱状，其设置于颜色探测器32的上方，这样能够更好的聚集从被照物上返回的光线。颜色探测器32可以是颜色传感器，也可以是光谱探测器。颜色探测器32收集被照物反射光，并根据反射光输出适当的电参量，得到的电参量经过信号处理后就得到了颜色信息，即得到了被照物的表面颜色信息。需要说明的是，颜色信息包含R、G、B的分量相对强度，即颜色的色坐标点。RGB色彩模式是工业界的一种颜色标准，是通过对红(R)、绿(G)、蓝(B)三个颜色通道的变化以及它们相互之间的叠加来得到各式各样的颜色的，R、G、B即是代表红、绿、蓝三个通道的颜色。

请参图3至图5，控制模块4可以是MCU模块或单片机，控制模块4上设有控制芯片。控制模块4收容于第一凹槽11，连接颜色识别模组3及光源模块7。控制模块4将接收到的颜色信息转换为驱动控制信号，也可称光谱调节指令。驱动控制信号可包含不同方式的调制信号，在本发明较佳实施例中，调制信号为脉冲宽度调制信号(Pulse Width Modulation,PWM)，PWM信号。

请参考图3至图5，驱动模块6，根据接收到的驱动控制信号，如PWM信号，并对光源模块7进行光谱调节操作，以实现对被照射物投射对应光谱。

请参考图3至图5，光源模块7优选LED光源模块，并利用RGB、RGBW混光方式，使各种颜色LED光源组成的光源通道，以形成混光整列，并通过所述驱动模块6对各个颜色的光源通道进行起辉及亮度控制，来实现调光调色功能，进而模拟并获得所需光谱。LED光源模块包括一基板(未标示)及设置于基板上的若干LED发光二极管71。光源模块7还可以是TL灯、卤素灯等其他类型。

请参考图4及图5，电机5可以连接到控制模块4上，电机5通电工作后可以作旋转或直线运动并带动控制模块4在照明装置100内移动，如旋转移动或直线移动等移动方式。由于动颜色识别模组3固定于控制模块4上，因此颜色识别模组3也可以在照明装置100的一定空间范围内运动。当照明装置100应用于室外环境时，由于室外环境较为恶劣，透明盖2上的某些位置可能会有灰尘等阻挡物，因此由于阻挡物的遮挡，颜色识别模组3内透镜31采集到的可能不是被照物的最强反射光，因此颜色探测器32得到的颜色信息并不能正确反映被照物表面颜色。由于本发明较佳实施例提供的照明装置100内包括了电机5，因此颜色识别模组3的光线采集及探测范围大，较易采集到被照物反射光中的最强光线。

请参考图6至图7，本发明较佳实施例还提供了照明装置100的控制方法。

图6为本发明较佳实施例中照明装置的控制方法的流程图，该控制方法的执行主体可以是安装在照明装置内的各种集成在一块控制电路板上的元件，如颜色识别模组3、控制模块4、驱动模块6、光源模块7等，上述元件可以之间相互连接来实现信号之间的传送。当然上述元件也可以是在物理结构上是分离设置的。

其中，在照明装置的光源模块7对被照射物进行常规性照亮的过程中，该控制电路板周期性启动前述控制方法，以确保被照射物发生更换时，能够快速调整照明装置的光源模块7所发出的照射光。

前述控制方法包括如下步骤。

S10、控制照明装置的光源模块7向被照射物体投射初始侦测光，所述初始侦测光具有初始颜色信息。

本发明较佳实施例中，可以通过照明装置的光源模块7来投射初始侦测光。在启动该控制方法时，预先将照明装置的光源模块7原先所发的照射光关停，转而开启投射侦测光。

当然，还可以在照明装置中内置另一独立的辅助发光源，将照明装置的光源模块7原先所发的照射光关停后，通过该辅助发光源来投射侦测光，仅需将该辅助发光源与照明装置的驱动模块6和电源电性连接即可，在此不做赘述。

本发明较佳实施例中，初始侦测光可选为白光，由于白光的光谱宽度较宽且当前无其他颜色光干扰，可更准确的得到被照射物体的反射光。本发明较佳实施例中，白光的色温可以选定在2000K至30000K范围之中，也可选定在较小的2500至25000K范围之中。

当然，初始侦测光还可采用除白光之外的其他颜色光，且通过建立PWM信号来使得发光源发出预设颜色的侦测光即可，在此不做赘述。

无论是通过照明装置的光源模块7还是另一独立的辅助发光源，均可以采用发光二极管LED作为光源，并利用RGB、RGBW混光方式，使各种颜色LED光源组成的光源通道，以形成混光整列，并通过所述驱动单元对各个颜色的光源通道进行起辉及亮度控制，来实现调光调色功能。

当然照明装置的光源模块7还是另一独立的辅助发光源还可采用TL灯、卤素灯等其他类型，在此不做赘述。

S20、颜色识别模组3获取所述被照射物体基于所述初始侦测光生成的初始反射光的颜色信息。

本发明较佳实施例中，可以在照明装置上设置朝向被照射物体的颜色识别模组3，通过该颜色识别模组3来获取基于初始侦测光的初始反射光，并根据初始侦测光的初始反射光输出适当的电参量，得到的电参量经过信号处理后就得到了被照射物体的颜色信息，RGB的分量相对强度，此为本领域普通技术人员所熟知的技术，在此不做赘述。

S30、控制模块4根据所述初始反射光的颜色信息生成目标颜色信息，并将目标颜色信息转换为驱动控制信号，如PWM信号。

初始反射光的颜色信息体现了被照射物本身的颜色，通过初始反射光的颜色信息所得到的目标颜色信息与被照射物体本身的颜色关联起来，使得后续发出的具有目标颜色信息的目标侦测光与被照射物体，在颜色上逐渐趋于协调。

结合图7所示，本发明较佳实施例中，前述步骤S30具体包括如下步骤；

S31、获取所述初始反射光的色坐标值。

本发明较佳实施例中，可以将获取的初始反射光的颜色信息转换为对应的色坐标值，此为本领域普通技术人员所熟知的技术，在此不做赘述。

S32、以预设加权系数对所述初始反射光谱的色坐标值进行换算得到目标色坐标值。

本发明较佳实施例中，对照明装置的控制方法包括两种模式，即预设同光模式和预设补光模式。

在预设同光模式下，通过本发明较佳实施例所提供的控制方法，将照明装置所发出的照射光调整为与被照射物体的颜色基本一致。例如被照射物体的颜色为黄色时，可以将照明装置所发出的照射光调整也调整为黄色，以达到使得被照射物体的颜色被正向烘托的目的。

在预设补光模式下，通过本发明较佳实施例所提供的控制方法，将照明装置所发出的照射光调整为与被照射物体的颜色基本相反。例如被照射物体的颜色为黄色时，可以将光源模块7所发出的照射光调整调整为与黄色互补的紫色等其他颜色，以达到使得被照射物体的颜色被反向衬托的目的。

无论是预设同光模式还是预设补光模式，通过调整光源模块7所发出的照射光的颜色，就能实现被照射物体和光源模块7所发出的照射光相互协调，从而凸显被照射物体，是基于颜色学中调色理论，此为本领域普通技术人员所熟知的技术，在此不做赘述。

本发明较佳实施例中，步骤S32具体包括如下步骤：

获取目标照射模式，所述目标照射模式为预设同光模式和预设补光模式中一个；

在所述目标照射模式为预设同光模式时，以预设加权系数对所述初始反射光谱的色坐标值进行增加得到目标色坐标值；

在所述目标照射模式为预设补光模式时，以预设加权系数对所述初始反射光谱的色坐标值进行降低得到目标色坐标值。

由于反射光相对于照射光存在颜色的衰减，即基于某一照射光所得到的反射光的光色显然要作为其基础的照射光要弱。在预设同光模式下，可以通过预设加权系数对初始反射光谱的色坐标值进行增加得到目标色坐标值，从而克服前述颜色衰减。然而，在预设补光模式下，由于预设补光模式所需求的照射光与被照射物体的颜色应该是相反的，则需要以预设加权系数对所述初始反射光谱的色坐标值进行降低得到目标色坐标值。

前述预设加权系数可根据预设同光光模式和预设补光模式的程度进行人为预设，并且预设同光光模式和预设补光模式所需的预设加权系数可以设定为同一个，也可以设定为不同。

S33、根据所述目标色坐标值得到目标颜色信息。

本发明较佳实施例中，可以对色坐标值进行转换得到用于体现目标颜色的RGB的分量相对强度，与通过颜色识别模组3获取的初始反射光的颜色信息进行转换来得到其对应的色坐标值的过程相反，在此不做赘述。

S40、驱动模块6根据接收到的驱动控制信号并对光源模块800进行光谱调节操作，即驱动光源模块7发出目标颜色信息对应的目标侦测光。

本发明较佳实施例中，根据所述目标颜色信息得到目标PWM信号，再通过所述目标PWM信号控制所述光源模块7向被照射物体投射目标侦测光。

S50、颜色识别模组3获取所述被照射物体基于所述目标侦测光生成的目标反射光的颜色信息。

本发明较佳实施例中，通过该颜色识别模组3来获取基于目标反射光的颜色信息，即用于体现颜色的RGB的分量相对强度，即RGB值，此为本领域普通技术人员所熟知的技术，在此不做赘述。

S60、判断所述初始反射光和目标反射光的颜色差是否在预设颜色差范围内，若是，执行步骤S70，若否，执行步骤S80

本发明较佳实施例中，通过初始反射光和目标反射光的色坐标值的差值来判断二者的颜色差是否在预设颜色差范围内。其中，所述预设颜色差范围包括所述初始反射光的颜色坐标值和目标反射光的颜色坐标值的差值小于或等于0.001。

当然，预设颜色差范围并不限于前述0.001的范围，其具体数值可以根据需求进行设定，在此不做赘述。

S70、控制所述照明模块7保持投射所述目标侦测光。

根据颜色学理论，任意一个照射光和基于该照射光所生成的反射光之间是相互关联的，通过获取反射光的颜色则能够推算出照射光的颜色所在范围。由于照射光的颜色是无法采集的，自然也无法计算初始侦测光和目标侦测光的颜色差是否接近，在初始反射光和目标反射光的颜色差在预设颜色差范围内时，显然可以推断出初始侦测光和目标侦测光的颜色差也是很接近的。

无论是预设同光模式还是预设补光模式，在通过步骤S30得到目标颜色的过程中，目标颜色始终是朝向与被照射物体颜色最协调的照射光的颜色在靠近，在初始侦测光和目标侦测光的颜色差也是很接近时，表明相邻两次对于侦测光的调整对于侦测光而言并无颜色变化，即可得出侦测光已经调整到位，此时侦测光的颜色和被照射物体的颜色最协调。因此，符合要求目标侦测光可以作为向被照射物体照射的照射光。

S80、根据所获得的目标反射光的颜色信息，更新所述初始侦测光的颜色信息，并返回步骤S10。

在所述初始反射光和目标反射光的颜色差不在预设范围内时，表明在初始侦测光和目标侦测光的颜色差并没有很接近，即侦测光并没有调整到位，则需要以当前所获取的目标颜色来更新初始颜色，并返回步骤S10至S60，通过其中步骤S30来更新目标侦测光，直到步骤S60中得到初始反射光和目标反射光的颜色差在预设范围内的结论。

本发明较佳实施例照明装置100中可以利用其内的颜色识别模组3自动感知并获取被照射物的颜色，并根据所采集到的被照物颜色调整光源模块输出的光谱，从而实现照明装置自动、快速的与被照物之间的互动。

本发明较佳实施例提供的照明装置的控制方法的技术方案可见，本发明较佳实施例通过根据前一侦测光的反射光来得到后一侦测光，在前、后两个侦测光的反射光的颜色差小于预设颜色差范围时，控制照明装置以后一个侦测光来投射被照射物体。实现无论被照射物体的颜色如何变化，甚至颜色变化很细微时，也能自动得到颜色与其协调的侦测光。

以上所述的具体实例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种照明装置，其包括：外壳，收容于外壳内的控制模块、驱动模块、光源模块，其特征在于：所述照明装置还包括收容于外壳内的颜色识别模组、所述控制模块与所述颜色识别模组及所述驱动模块连接，所述颜色识别模组用于获取被照物的表面颜色信息，所述控制模块将接收到的颜色信息转换为驱动控制信号，所述驱动模块根据接收到的驱动控制信号并对光源模块进行光谱调节操作。

2.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述外壳包括组装在一起的壳体及透明盖，所述颜色识别模组位于透明盖及控制模组之间。

3.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述壳体设有第一收容槽及第二收容槽，所述颜色识别模组、控制模块、驱动模块收容于所述第一收容槽内，所述光源模块收容于所述第二收容槽内。

4.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述颜色识别模组固定于所述控制模块上，所述照明装置还包括连接至控制模块上的电机，通过所述电机的运动带动所述控制模块上的颜色识别模组在照明装置内移动以扩大颜色识别模组的探测范围。

5.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述颜色识别模组颜色识别模组包括透镜及颜色探测器，所述颜色探测器位于透镜及控制模块之间。

6.如权利要求5所述的照明装置，其特征在于，所述颜色探测器为颜色传感器或光谱探测器。

7.如权利要求3所述的照明装置，其特征在于，所述第一收容槽的较第二收容槽深。

8.如权利要求2所述的照明装置，其特征在于，所述透明盖为玻璃盖。

9.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述光源模块为LED光源模块。

10.如权利要求9所述的照明装置，其特征在于，所述驱动控制信号为PWM信号。

11.一种包括如权利要求1至10中任一所述照明装置的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

光源模块向被照射物体投射初始侦测光，所述初始侦测光具有初始颜色信息；

颜色识别模组获取所述被照射物体基于所述初始侦测光生成的初始反射光的颜色信息；

控制模块根据所述初始反射光的颜色信息生成目标颜色信息，并将目标颜色信息转换为驱动控制信号；

驱动模块根据接收到的驱动控制信号驱动光源模块发出目标颜色信息对应的目标侦测光；

颜色识别模组获取所述被照射物体基于所述目标侦测光生成的目标反射光的颜色信息；

判断所述初始反射光和目标反射光的颜色差是否在预设颜色差范围内；

若是，控制所述照明模块保持投射所述目标侦测光。

12.如权利要求11所述的控制方法，其特征在于，所述初始颜色为白色。

13.如权利要求11所述的控制方法，其特征在于，所述控制模块根据所述初始反射光的颜色信息生成目标颜色信息，具体包括：

获取所述初始反射光的色坐标值；

以预设加权系数对所述初始反射光谱的色坐标值进行换算得到目标色坐标值；

根据所述目标色坐标值得到目标颜色信息。

14.如权利要求13所述的控制方法，其特征在于，所述以预设加权系数对所述初始反射光谱的色坐标值进行换算得到目标色坐标值，具体包括：

获取目标照射模式，所述目标照射模式为预设同光模式和预设补光模式中的一个；

在所述目标照射模式为预设同光模式时，以预设加权系数对所述初始反射光谱的色坐标值进行增加得到目标色坐标值；

在所述目标照射模式为预设补光模式时，以预设加权系数对所述初始反射光谱的色坐标值进行降低得到目标色坐标值。

15.如权利要求11所述的控制方法，其特征在于，所述将目标颜色信息转换为驱动控制信号，具体包括：

将目标颜色信息转换为PWM信号。

16.如权利要求11所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

若否，根据所获得的目标反射光的颜色信息，更新所述初始侦测光的颜色信息，并返回光源模块向被照射物体投射初始侦测光，所述初始侦测光具有初始颜色信息的步骤。

17.如权利要求16所述的控制方法，其特征在于，所述根据所获得的目标反射光的颜色信息，更新所述初始侦测光的颜色信息，具体包括：

将所述初始侦测光的颜色信息调整为和目标侦测光的颜色信息相同。

18.如权利要求11所述的控制方法，其特征在于，所述预设颜色差范围包括所述初始反射光的颜色坐标值和目标反射光的颜色坐标值的差值小于或等于0.001。