CN105010225B - 水族箱照明系统 - Google Patents

Abstract

本发明用于水族箱照明系统的控制系统，其中电机驱动器随时间改变光源相对于在水族箱内的装饰物的相对倾斜度，令落到装饰物上入射的光强度更准确地模拟来自太阳每天和季节性移动的自然光。除了倾斜度的相对变化，该光源的功率设置亦可以调整，以进一步模仿每日气候和/或天气的变化带来的效果。因此，该系统消除在水族箱中否则会因来自单一固定位置高架的光源而充满着过量光线(其也能促进不需要的藻类生长)的区域，过量光线的饱和是需要来自那单一固定位置光源的光向下穿透到该水族箱深处。通过提供有效改变光线入射角的系统，装饰物的朝外区域或突出物下方的区域就会接收到可编程的照明水平，其不然以高架、单一固定位置光源是不可能的。

Description

水族箱照明系统

技术领域

本发明涉及用于水族箱、生态缸或其他适于容纳有机生命体的槽(tank)的照明系统。为简便起见，这样的槽在本说明书中统称为“水族箱”。

背景技术

日光灯管照明一直是水族箱内稳定的照明效果，灯管照明通常以多条灯管的形式，纵向固定于水族箱的盖子中。

近期，基于LED的智能灯，如L1000智能灯(LED)，容许日出、日光、日落和月光周期在24小时期间内自动重复。在该/>系统中，LED灯被固定于水族箱盖子中的电路板的平面/平板阵列内，带有白光和蓝光，提供向水族箱底部直接向下入射的照明。就如可明白到的，该些LED提供的高强度散射光源为窄带宽的蓝色冷光效果或频谱较宽的白光效果，通过微处理器的控制，使白色LED相对于蓝色LED灯的输出功率量和混合增加，带来日光。本质上，该/>系统从架空的固定位置，通过控制光功率密度调节光照度。

一些现有的水族箱照明固件提供“黎明到黄昏”模式，该些光源只是以顺序模式开关。例如水族箱的右侧被设置为“东方”，而水族箱的左侧被设置为“西方”。在这种“黎明到黄昏”模式中，该些灯从右至左开启，并从左至右关闭，以模仿日出和日落的效果。

人造日光周期被认为有助于减低例如观赏鱼的压力水平，并进一步提供更好的整体视觉效果。

传统的照明系统中，光源是不变的，从水族箱上方直接向下投射，除了直接位于该光源下的地方外，把光导向其他地点的唯一办法是使用反射器或漫射透镜。可惜，从反射器或漫射透镜折射的光线光强度仅及直接来自该光源的光线强度的一小部分。如果生物/有机体处于“突出物”的下方，该生物/有机体接收的光量总是不足以维持其生命。

然而，由于光线的穿透取决于功率，该些现有系统(在完全白天状态下)可向该水族箱的顶部产生过量的光照水平(尤其是试图为缝隙提供必需的光线)和因为水柱产生的散射和衰减效应而导致槽的底部光照水平不足。事实上，在较新型的水族箱照明系统中行使的有限(随时间变化)微控制器控制，实际上是不足的，而且其实只为人类观看者提供审美考量，而非为水族箱内的动物或鱼类提供自然环境条件的考量。此外，不必要的高光照水平会促进不需要的藻类生长，其在最好的情况下为不雅观和有损观赏机会。事实上，就鱼缸的情况而言，光线太多或光线不足会对水生生物造成不良影响。

某一些水族箱照明固件允许使用者通过调整该固件的“球窝接头”(其连接到该固件的安装系统)来调整光束的方向，但在基于LED的系统的情况中则不然。

一些公司，例如Radion(见http://ecotechmarine.com/products/radion/)和GHL(见http://www.ghl-store.com/alu-leuchtbalken/led-haengeleuchte-mitras/mitras-lx-6100/mitras-lx-6100_-silber_-hv_-schuko-2-2-2.html)，提供相对复杂的水族箱照明系统。其他LED水族箱系统由Maxspect提供而网站http://www.maxspect.com载有描述。

无论如何和在所有情况下，水族箱一旦被设置好，光源就会相对于该槽和其内容物是固定的。

2011年8月Gualala Robotics Inc.的网上文章“轻轨3.5IntelliDrive6rpm套件”[http://web.archive.org/web/20110806235013，http://www.lightrail3.com/products/3-5lightrail-3-5-intellidrive-6rpm-kit/]描述了用于生长中的植物的线性灯具移动组件。在轨道的末端移动结束时，可调节时间延迟器容许暂停该线性灯具动作。

2003年9月Anthony Calfo的网上文章“静态照明的静力学：为珊瑚礁生物光合作用建议更好的照明设备─移动灯具系统”[http://www.wetwebmedia.com/staaticlgtg.htm]，描述了线性架空安装电动轨道，其容许光源沿该轨道设定的路径移动。Youtube的短片“电动支架上的水族箱等离子照明”[http://www.youtube.com/watch？v＝IRdO08eL70，2010年11月30日上载]显示水族箱上的架空安装线性轻轨。

线性移动灯具系统在线性移动期间维持不变的光线角度及移动整个灯具固件，包括灯具固件壳体。一般光源沿着线性轨道的不变架空运动提供的停留时间不足以让静态动物接收足够的光能，以满足该些静态动物的能源需求，以维持健康和促进生长。因此，现有技术系统在光线上赏心悦目，致力为人类观看者提供视觉效果。

发明内容

根据本发明的第一方面，其提供了水族箱照明系统，其包含：框架；至少一个安装到该框架上的壳体内的光源，该光源在使用时会投射出可控光样式；电力驱动单元，其连接到该至少一个光源，该电力驱动单元被配置，以通过选择性变动平移和倾斜至少其一或优选地两者，至少控制在其壳体内的所述至少一个光源的定向的变化，来调控该可控光样式的投射；以及可编程控制器，其连接到至少一个电力驱动单元，该可编程控制器被配置，以通过控制该至少一个电力驱动单元并随时间改变和变换由所述至少一个光源投射出的可控光样式，从而调节该水族箱照明系统的操作。

在优选实施例中的系统包含多个个别可控光源，各自连接到框架，各所述多个个别可控光源连接到与其相关的电力驱动单元，其操作上回应该可编程控制器，该可编程控制器被配置，以协调该些多个个别可控光源的个别动作以随着时间而改变复合投射光样式，该复合投射光样式由叠加从各个所述多个个别可控光源投射出的个别可控光样式而产生的。

该可编程控制器可寻址的存储器可存储至少一个用户定义的光样式序列，其通过该至少一个电力驱动单元的受管理动作控制实现。

在一些实施例中的系统可包含以下各项中的至少一个：水平光条，其容纳至少一个光源(而一般为多个个别可调光源)，其中该光条在电机控制下，能够相对于该框架进一步移动，而其中该光条的动作由该可编程控制器调节；以及垂直灯组，其容纳至少一个光源(而一般为多个个别可调光源)，其中该灯组在电机控制下，能够相对于该框架进一步移动，而其中该灯组的动作由该可编程控制器调节。

在本发明的另一方面中，提供了水族箱系统，其包含连同该第一方面的该水族箱照明系统的槽，其中该框架附接到或悬挂在该槽上方。

该水族箱系统可包括光场相机，其为该可编程控制器提供图像数据，其中该可编程控制器进一步被配置，以处理图像数据从而判定在该槽内的选定点的入射光照水平。

该水族箱系统可进一步包含至少一个在该槽内的感应器，该感应器连接到该可编程控制器，并被配置以监控落在感应器上的入射光照水平和通知可编程控制器所述光照水平，其中该可编程控制器被配置，通过控制该至少一个电力驱动单元，回应该些受监控的光照水平，改变和变换该可控光样式，来调节该水族箱照明系统的操作。

因此，本发明的多个实施例提供了可编程/自动的可动水族箱照明固件或者是可调校角度的水族箱照明结构，其有利地随着时间变换模拟阳光(或月光)的入射角和/或入射到整个水族箱中的结构的阳光/月光强度。因此黎明/黄昏效果更为自然和真实，而展示中的缝隙在该些灯的打开周期期间，至少在有限时段内被部分照亮(如在自然阳光的折射和不断变化的入射角度下的自然现象般)。

换言之，本发明的该些实施例改善水生生物的光线照射，并进一步(和大致上)减少在传统水族箱照明固件会经历到偶然的或永久的盲点。

在优选实施例中，透镜系统的可调性通过产生较窄的光束来进一步减低光污染，较窄的光束容许光线在该水族箱内特定的结构上更集中地聚焦，或其可调光束区域可根据该水族箱的大小而定。

有利地，通过控制和改变来自该光源的入射角并有效地控制(和减少)特定区域上随着时间推移的光功率密度，该系统降低在该水族箱玻璃/有机玻璃上促进“生物膜”，即藻类生长，的可能性。减少藻类的定植机会改善水族箱内的整体外观。

采用优选实施例的照明系统进一步降低在水族箱中的整体耗电量并提高整体亮度。更具体而言，该系统有能力改变光束角度和事实上自动改变光源的位置，让水族箱作为一整体受惠于经改善的光线穿透和避免局部地区的高光能密度。因此，该照明系统可采用较低的功率，以达到改进了的，原本可能并非(若属优选)大体上均匀的光密度，其确保可提供横跨该水族箱的不同区域(和景观)，包括水族箱的底部区域所定的或优选的照明水平。事实上，使用多个可调光源意味着该些优选实施例的水族箱照明系统可，如需要，将多个聚光灯锁定、合并和叠加到一个特定点上。此锁定和引导光源的能力意味着可对水族箱需要特定光照水平的特定区域予以特别照顾和关注。事实上，不断变化的光线强度容许了自然温度调节，本发明进一步降低灼伤或白化水生生物(其对活珊瑚而言为大问题)的机会。在现实中，如果水生生物过分接近顶部和靠近光源，该系统会操作以降低在那个区域中的光照水平。总体效果是本发明的系统有利地改善了槽环境，其程度使得在海鱼鱼缸的情况中，可通过会影响生长形态和速度的可控人工照明频谱来控制珊瑚和植物的生长。

本发明容许使用者预设照明点或区域，然后通过控制随时间变化的入射光线角度和可选地该些光源的电源设置，使这些点有随时间变化的光强度。因此，该系统通过容许使用者制造有效的黎明到黄昏、月亮周期和其他天气气候情况并选择性地预先编程整体光线环境如何在特定时间内转化，在塑造出来的人工环境内更真实地模拟自然光环境。因此，该系统也有利地消除由在水族箱内的障碍物引致的盲点，其否则会被传统的固定顶置光源的连续阴影遮蔽。

对比现有技术，独立光源的定向控制(相对于该光源的壳体/固件和通过电动平移和/或倾斜控制行使)提供遍及整个水族箱环境不断改变的光线角度，以容许光源提供遍及整个槽的合理光照强度。由时间选择性的平移和倾斜控制所提供的移动，对维持珊瑚礁生物，如光合作用的物种，非常重要。

实施例进一步允许根据使用者对特定输出功率或光源颜色的选择，改变光线色温；此模仿了真正的太阳的效果。此效果与传统的水族箱照明固件大为不同，其只是把光源调暗到设定亮度然后完全关掉。

附图说明

现将参照附图，对本发明的示例实施例作描述，其中：

图1为一般水族箱的表述；

图2为装有本发明优选实施例的照明系统的矩形水族箱的表述；

图3为装有本发明另一实施例的照明系统的圆柱形水族箱的表述；

图4为适用于图2或3的可调水族箱照明系统的表述；

图5为本发明优选实施例的水族箱光线控制系统的示意图；

图6为水族箱可调照明单元的分解图；

图7和8示出了图6的侧光源的倾斜和平移调整；以及

图9a和9b示出了用于图6的水族箱可调照明单元的聚焦环调整。

具体实施方式

图1为一般水族箱10的表述，其带有任何由玻璃或有机玻璃制成的矩形主体12。盖子14包括固定光源，其连接到并由电源16供电(最终连接到主电源)。在该矩形主体12内，一些装饰物18，如随意分布的岩石和石块，由该光源照亮。

图2通过提供一个或多个水平光条20，增强图1的水族箱的基本配置，而该些水平光条20在与该矩形主体12的一侧或多侧啮合时，可受控地升高或降低。该些水平光条20的定位受到一个或多个电机22的自动控制，而该光条可选地包括附加伺服机24，其容许LED阵列相对于水平面倾斜，而该水平面从该水平光条邻接该矩形主体12的侧面的那面横向向外延伸。这样，在垂直扫视过程中，该水平光条20可通过使用来自该光源的可能的窄光束，照亮在该水族箱内的多重标称层，而该些伺服机能可选地相对于该水平线的该照明角度倾斜。滑轮系统或直接驱动器可置于该水族箱的该水平光条和人造顶板26或悬挂在上方的盖子之间，或置于该盖子14上。

该些装饰物18因而能被由微控制器控制而带有随时间变化的入射角的入射光线照亮。

至于图3，圆柱形水族箱同样包括装饰物18和安装到盖子中的向下投射的光源(其可对应就图4或图6所描述的光源)。此外，该圆柱形水族箱的上缘包括可安装轨道32，而垂直灯组34从该处悬挂。更具体来说，驱动单元(如轮子─未示出)与该轨道啮合，而该驱动单元连接到电机，其由处理器控制，致使该垂直灯组34遵循该轨道的路径并因而在预设或选定时段内环绕该圆柱形水族箱。该垂直灯组34的移动量无须按照360°旋转，但若需要，可沿较小的弧度重复而行。这样，该光线大体上投射向该圆柱形水族箱的中心垂直轴线，落到该装饰物18上的光线入射角会自动变化，该些装饰物18带有不同的表面和刻面，在该垂直光源绕着可安装轨道32的环绕运动期间，在不同的点上引来光照和阴影。

图4示出了水族箱照明系统40，其由三个独立但相互连接的光源组成，而其各个有可能提供光线投射的自动化控制，使各光源能提供随时间变化的入射光倾斜角。

安装到盖子的中央光源42包含中央光源44和两个外侧光源46、48，纵使一般是该些外侧光源为水族箱照明系统40提供倾斜和平移功能，但这些光源中有至少一个可被倾斜或平移。图4显示出该些光源每个都由LED阵列组成，该阵列中的个别LED或该阵列中的LED列均于每个LED的功率和主轴线的倾斜角方面可独立控制。换言之，该些LED可被手动调整以设定不同的光路，沿其主轴向外投射。此外或替代地，一个或多个安装到盖子的中央光源42和两个外侧光源44、46可由回应微处理器控制的伺服电机倾斜或平移其各自的阵列。因此，不仅初始照明可通过物理上排列该些多个LED设定，而且电动控制也可随着时间进一步改变该些倾斜角或入射角。

该安装到盖子的中央光源42可进一步与该水平光条20(如就图2描述的)和该垂直灯组34(如就图3描述的)组合使用。

可预期到，在该水平光条20中的个别照明元件50-60和垂直灯组34可从输出功率和其相对于该相应光条或灯组内的额定初始定向的角度位置方面控制。

该光条20和灯组34的主要功能是为直接朝向该水族箱的外壁或处于突出物下方的区域提供补光。由于水族箱装饰物18的一般使用，固定到水族箱的盖子的中央高位安装的下指灯为这样的区域提供很少或没有光；这与自然环境大为不同，在自然环境中，太阳的上倾下斜随每天的时间和年月变化，带来光源的移动和水中不断改变的折射效果。

显然，这些光条和灯组对观看水族箱的人会造成阻碍，因此优选的是该些光条和灯组的操作为由动作感应器的超时来时控或触发。基于微控制器的定时器容许使用者在例如该屋主离开房子或睡着的时候设定激活这些光条的时间。在其他时间，该些光条被存在限制其可见度的位置，例如接近或高于水族箱内的水线的位置。

整体上，由于该些独立光源每个均在功率和角位或平面方面可控，图4的水族箱照明系统可因此提供几乎无限可调的光线控制样式，此意味着任何位于水族箱内的装饰物可随时间受到不同的光照效果。因此，使用者通过随喜好调整个别的灯或较大的光源，能够人工计划装饰物的初始照明，随后微处理器控制的电动操作可从这初始设置的位置展开周期并定期返回该初始设置，从而随时间改变即时入射光的功率密度。

参照图5，示意图示出了图4的水族箱照明系统的操作系统可如何配置。由于该示意图示出了主要功能板块，而不是对本领域技术人员而言显然易见为明显精确的电路图，因此，该精准的系统架构当然可修改。该系统以微控制器70为中心基础，其安装在图4的水族箱照明系统的内侧。该微控制器在操作上负责控制至少一个(和通常为多个)与个别光源元件，如个别灯具和灯具配件阵列，联系的伺服电机72-78。每个该些灯具或灯具阵列可与一个或多个伺服电机相联，以为那些灯具提供不同的电动控制，例如平移和/或倾斜和/或高度和/或安装单元的位置(就如在轨道32上的垂直组34的情况)。从光线输出功率和因而每个该些个别灯具或灯具阵列的光度方面来看，该微控制器70被连接到驱动电路(例如频道1LED驱动器80)。该微控制器70实际上可连接到多个驱动电路，该些驱动电路负责控制个别照明元件50-60或来自该照明单元的整体输出功率。因此，虽然现实上可有N个(N为正整数)驱动器，但是图5只示出了(为求清晰)两个LED驱动器。

就如所示般，该微控制器70可通过该合适的驱动器为每个安装到单元内的多个光源元件提供个别的电源控制。这样，来自该单元的光线强度和入射光角度(相对于标称平面)可在单元中从其一端到另一端均有所不同。变化完全由使用者以微控制器通过使用者介面对外置计算机84或类似者实行编程控制。举例来说，该系统可采用脉冲宽度调制(PWM)或简单的电压控制，以根据预先定义或已编排的程序调整每个光源的亮度。

回到图5，照明单元可由LED线性阵列(或类似者)组成，例如一串比如说11个独立可发光的LED，其颜色单一或有多种颜色。该些LED可是多色LED或单一窄带宽颜色，例如蓝色，或宽带白色。如该附图90所示，这由每个LED/光源的条状物92、94的不同高度说明了，各LED的光线强度/功率输出可随时间变化。同样，该微控制器可采用电机控制，其从最初的起点遵循特定的编程制度。在这方面，该第二图表100为每个多个个别光源或照明单元绘出了倾斜角102(虽然这亦同样可以是该组34在其轨道上的平移角或相对高度或弧形旋转)与时间104对照的图(即功率随时间变化的图表，例如LED₁，或相对角度倾侧，例如平移LED_N)。

该微控制器70可进一步被连接到相机系统120，其包括检测器，该检测器被布置以记录在其视野或平移视野(若该相机为机动的)之内光与暗的相对区域。该相机系统120的功能会在后面描述。

因此，本发明的实施例共同提供了用于通过一个或两个调整在该系统中的灯具阵列或光源的方位的机动系统和/或通过对灯具阵列或光源的功率控制来调节和控制入射照明的机制。这样子，该微控制器84操作以增加或减少在该水族箱内某一个或多个点的光线强度。图7和图8分别示出了单一光源的倾斜和平移(如该些外侧光源46、48)。该单一光源可因此被安装到球窝插座般的连接器和/或交叉导线，其通过平移和倾斜功能，容许该光源能以多自由度移动，即东至西和/或入射角。

除了对倾斜或平移或电源的控制，替代或互补安排还容许通过使用透镜系统，例如凸透镜，和以机械或电机控制改变该些透镜的焦距，改变照明区域。事实上，该些透镜可手动调整和/或被电机控制。简要地参照图9a和9b，微控制器可被布置以启动伺服电机，伺服电机驱动该些透镜进入或离开其壳体，从而散射(图9a)或集中(图9b)该照明区域。从实施的角度来看，聚光筒或镜头光圈(或类似者)可被机械化，以控制从光源投射出来的光束方向和/或半径。因此，此功能容许该使用者增加或减少该光束角成一光点或泛光光束。举例来说，如果该水族箱较深的位置需要高强度，则该聚光筒会被可控地调整为光点，使得大部分的光会被缩窄成较小区域。另一方面，如果使用者认为该水族箱中的某结构并不需要这样高的强度，而是需要保证光功率较低的较大照明区域，则束光筒能被可控地调整，以产生更大的散射和从而覆盖更大的区域。

因此可通过结合影响来自该(些)光源的整体光束角的平移/倾斜动作，而这可选地结合角度可调的凸透镜或聚光筒，实现特别为一点或区域增大或减小光线强度。任何水平光条20或垂直灯组34各自的高度调整或旋转位置也可在影响该水族箱内的一点或区域的光线强度变化中，发挥其作用。然而，使用光条和灯组(在前、后部侧表面中的其中一面或多面)和透镜/环子系统通常被认为是可选的，并因此在地位上从属于图7和8中的自动平移和倾斜结构。在这方面，图6示出了机动水族箱照明系统的分解图，其涵括了本发明的基本范畴。如有必要，图6的照明系统的盖子可包括冷却风扇，以消散例如由该些照明光源和相关电机产生的热量。

图6的实施例(其亦可以非矩形的壳体形状实现)在各大小类型的水族箱中都可采用。单一模块系统中，该光源被直接置于该水族箱的中央上方。然后该光源从一端倾斜到另一端，重现了该真正太阳从东到西移动时的效果。这意味着“中午”的时候，该光源处于该中央的正上方，并为水族箱的中央和上层(通常为水)提供最大量的光。随着太阳从东方移动，该光线会逐渐从“关闭”模式或“月光”模式增加强度。光源通过中心点(中午时分)后，光线会逐渐暗淡下来到“关闭”模式或“月光”模式。在完全“关闭”模式或“月光”模式期间，光源会根据使用者的喜好/设置回到中央或“东”面。当该周期开始时，光线会移动到“东”面以重启新的周期。

在自然环境中，太阳会相对于特定的位置移动，这让太阳光线照进缝隙或“突出物”的下方，使处于该“突出物”下方的有机体/生物接收所需光量，以维持生命和促进生长。本发明的实施例中，光源的有效位置的可动性意味着控制了最高的强度，使得其不足以引发局部地区白化或过热。

系统设置

在该微控制器控制和该照明系统的设置方面，使用者可直接使用电脑中的图形用户界面或以其他方式编程该微控制器(图5)来限定时点。该使用者为各时点限定各可动光源的各颜色频道(即白、蓝、品蓝、红、绿等)的光线强度和入射角(或位置)。这可以通过进入学习模式实现，其中该使用者最初手动调整该一个或多个光源的位置，然后指派该系统记录该特定优选设置的快照，即监控和记录该些灯具的位置和功率水平。然后该使用者限定时点之间的过渡效果，即线性或曲线(贝塞尔曲线)。线性模式中，该微控制器会操作以从“时点1”到“时点2”逐渐增大/减小光线强度，以反映在特定季节中某天之内阳光的自然变化。

因此，该微控制器能存取并可对存储器存放位置寻址，通常是电可擦可编程唯读存储器EEPROM，其中存储器位置储存程式指令，例如包括每季的不同照明特性体验。

除了记录使用者优选设置(包括，如适用，该光条20或灯组34的设置)的快拍外，该程式亦可对由特定的LED驱动器或类似者控制的个别光源亮度施加随机变化。这样子，该系统通过投射缓慢移动的阴影到该装饰背景上，模仿云飘过天空的动态，而不需要使用者提供更精细的细节。同样，由使用者设定的预选光照水平可通过储存(并可选地为可更新)就太阳上倾或下斜的的程式编码减弱，程式编码与月亮周期循环和季节变化一致。

为使用者提供了通过邻近的时点更新当前的设置，此提供由直接介面实行，其对技术人员为显然易见。

因此该微控制器和其相关的存储器可记录以下各项中的一项或多项：i)实时；ii)月亮周期；iii)时点设置；iv)用于初始冷却的风扇启动温度；v)用于所有时点的颜色频道值；vi)用于所有时点的每个光源或光点的入射角(或高度或角度位置)；vii)天气模式偏好，例如模拟云层覆盖；viii)日出/日落持续时间；ix)月光的最大模拟亮度；x)容许每对相邻时点之间的过渡的缓和因素，例如上午8时至上午11时半可被编程为线性过渡，而下午2时到下午5时之间的过渡则是复值或曲线的过渡函数。

相机系统

回到图5和提供该安装到该盖子中的相机系统，其在与该微控制器合作下被指派以捕捉投射在该水族箱中的固定装饰物18，如珊瑚，上的照明样式然后组合成三维模式。该捕捉到的原始数据可由较高功率的外部处理器处理，如由该连接的计算机84提供。技术人员已知评估光场的技术和可基于，例如，在该感应器和主透镜之间插入微透镜阵列，从而产生全光或光场相机。一般而言，每个微透镜不单量度该投放在该位置的总光量，亦量度沿每条光线到达的总光量。如可理解到的，亦可采用其他技术。

此外，直接感应器亦可被放置到该槽的区域，以监控和传达落在该些传感器上的入射光照水平。使用这样的槽感应器提供更精细的光源控制和配合。

透过使用逻辑，该系统估计每个位置的光强度。基于该信息，该系统可根据实测强度生成推荐的照明计划并有可能亦可通过微控制器控制的泵系统配合流速。一旦使用者通过随时间监察该系统，认可和上传该程式设置到灯具固件，该光线控制模式作出配合以反映由特定应用光线设置引发的生长变化。因此，这监察功能容许使用者对环境发展和特别是缓慢的海洋生物生长作出额外的控制。

该光线的受控自动移动首先提供了有可能照亮该水族箱内每一个角落和缝隙的能力。移动还可以捕捉完整的槽三维图像。特别是通过有角度地(或前后)移动可捕捉和储存一组图像。利用这些图像(未必聚焦得很清晰)就有可能重构在该水族箱中的光场。例如，可利用使用X射线计算断层摄影技术和光场相机的现有算法重构光场。然后该光场可被用以描绘整个槽的三维场景。

此外，该系统容许判定该水族箱内各点的流速。在这方面，要测量放置有光场相机和其被布置成捕捉移动物体，例如植物上的叶子，的多张静态光场图像的各点的流速。通过比较该些物体的位置，可计算出在该分析点处的精确流速。

以往，这样的流速和三维场景信息需要昂贵的实验室水平设备，但通过光场相机影像和(优选实施例的)可换位光源，以从前成本的一小部分就可以准备到算图和评估流速。

可理解的是，除非该些特定优选实施例中的特点被明确识别为与彼此不相容，或该周边环境反映出其互相排斥且不容易以互补和/或辅助方式组合，否则本公开内容总体上设想和预见该些互补实施例的具体特点可被选择性地组合，以提供一个或多个全面但略有不同的技术方案。

当然，可理解以上描述仅以例子的方式作出，而在本发明范围内可进行细节上的修改。例如，当优选实施例利用低功耗的LED时，可设想到也可使用其他光源，包括(但不限于)日光灯、白炽灯、金属卤化物技术或其任何组合物。每个照明单元可以是平面、点式或阵列的个别光源。每个照明单元，如有必要或适宜，可包含透镜、可互换的滤光镜或多孔板筛，其适于以修改所提供的照明。

不同颜色的LED和个别控制的颜色频道容许使用者微调在该水族箱内的色温，如此就能突显从在水族箱内饲养的水生生物所观察到的颜色。

Claims (13)

1.水族箱照明系统，其包含：

框架；

安装到该框架上的一壳体内的至少一个光源或多个光源，该光源在使用时会投射出可控光样式；

电力驱动单元，其连接到该至少一个光源，该电力驱动单元被配置，以通过平移或倾斜至少控制在其壳体内所述至少一个的光源的定向的变化，来调控该可控光样式的投射；以及

可编程控制器，其连接到至少一个电力驱动单元，该可编程控制器被配置为自动地调节该水族箱照明系统在一天之中的操作，其是通过控制该至少一个电力驱动单元，通过在一天之中自动地变化，以定期改变该至少一个光源的所述定向，从而使所述至少一个光源提供随时间而变的可控光样式的入射光倾斜角；

其中所述水族箱照明系统进一步包含以下至少其中之一：

水平灯条，其容纳至少一个光源或多个光源，其中该灯条进一步在电机控制下，能够相对于该框架移动，而其中该灯条的动作由该可编程控制器调节；以及

垂直灯组，其容纳至少一个光源或多个光源，其中该灯组进一步在电机控制下，能够相对于该框架移动，而其中该灯组的动作由该可编程控制器调节。

2.如权利要求1所述的水族箱照明系统，其中该电力驱动单元被配置，以既通过平移又通过倾斜，至少控制在其壳体内所述至少一个的光源的定向的变化，来调控该可控光样式的投射。

3.如权利要求1所述的水族箱照明系统，其中可编程控制器进一步配置以控制所述至少一个光源的光线强度。

4.如权利要求1至3任意一项所述的水族箱照明系统，其包含个别可控的多个光源，各自连接到框架，各所述个别可控的多个光源连接到与其相关的电力驱动单元，其在操作上回应该可编程控制器，该可编程控制器被配置，以协调该些个别可控的多个光源的个别动作以随着时间而改变复合投射光样式，该复合投射光样式由叠加从各个所述个别可控的多个光源投射出的个别可控光样式而产生的。

5.如权利要求1至3任意一项所述的水族箱照明系统，其进一步包含：

该可编程控制器可寻址的存储器，其可存储至少一个用户定义的光样式序列，其通过该至少一个电力驱动单元的受管理动作控制实现。

6.如权利要求1至3任意一项所述的水族箱照明系统，其中该至少一个光源包括带有可控焦点的透镜。

7.如权利要求4所述的水族箱照明系统，其中该些多个光源输出不同的光波长。

8.如权利要求1至3任意一项所述的水族箱照明系统，其中该可编程控制器协调所述至少一个光源的动作或该可控光样式的特点，以模拟从以下组别中选出的至少一个效果：

i)月亮周期；

ii)太阳倾角和偏角；

iii)日出/日落；以及

iv)大气的天气效果。

9.如权利要求1至3任意一项所述的水族箱照明系统，其中该可编程控制器被配置以定期改变该可控光样式，以减轻固定样式所会引起的局部加热效应。

10.如权利要求9所述的水族箱照明系统，其中可控光样式的改变为该投射光样式的光线方向、该投射光样式的光线强度或该投射光样式的光线方向和光线强度的持续改变。

11.水族箱系统，其包含任一前述权利要求所述的水族箱照明系统，以及与任一前述权利要求所述的水族箱照明系统结合的槽，其中该框架附接到或悬挂在该槽上方。

12.如权利要求11所述的水族箱系统，进一步包含：

光场相机，其为该可编程控制器提供图像数据，其中该可编程控制器进一步被配置，以处理图像数据从而判定在该槽内的一些选定点的入射光照水平。

13.如权利要求11所述的水族箱系统，进一步包含：

在该槽内的至少一个感应器，该感应器连接到该可编程控制器，并被配置以监控落在感应器上的入射光照水平和通知可编程控制器所述光照水平，

其中该可编程控制器被配置，通过控制该至少一个电力驱动单元，回应该些受监控的光照水平，改变和变换该可控光样式，来调节该水族箱照明系统的操作。