CN105101512A - 操作灯的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及操作灯的方法，灯包括直接照明的第一发光装置和间接照明对象的第二发光装置，和控制器(50)以分别控制第一发光装置和第二发光装置，以及至少一个安装在灯上的光传感器(60)以检测在其区域中包括存在的外部光的总光量(l)，光传感器(60)连接至控制器(50)。控制器(50)具有从总光量中减去到达光传感器(60)的间接光量(l₂)的装置，总光量来自如光传感器(60)检测到的第二发光装置，和第一发光装置生成到达光传感器(60)的直接光量(l₁)以及到达光传感器(60)的存在的外部光(l₃)，以控制灯，特别是接通或断开灯。其避免了直接和间接光组分的相互干扰及其中灯接通了但随后由于光控制不充分而立即断开的“溜溜球效应”。

Description

操作灯的方法

技术领域

本发明涉及操作灯的方法，该灯具有直接照明的第一发光装置和间接照明对象的第二发光装置。该灯具有分别控制第一发光装置和第二发光装置的控制器，以及光传感器，该光传感器检测其范围内的总光量，包括那里存在的任何外部光。光传感器连接至控制器。

背景技术

例如，在DE102009016753A1中公开了这种方法。在那种情况下，为室内照明提供了一个或多个独立式灯，其单独地或整体地构成以发出第一间接光组分、照明指定对象的第二大面积直射光组分，以及基本直接附随的第三光组分。在这种情况下，第一光组分是集中控制的，而第三光组分可以由使用者接通和断开。这样设置使得用于室内相关照明的灯的光组分输出是集中控制的，而另一方面，用于特定局部照明的光组分可由使用者调节。

根据DE102010031428A1，操作灯的另一种方法是已知的。该灯具有产生一般照明的第一光源和控制单元，借助于该控制单元，第一光源相对于设定的亮度等级发出各种强度的光。该灯具有传感器以检测亮度等级。控制单元根据光传感器检测到的亮度等级数值来控制第一光源。另外，该灯具有第二光源以产生定向的直射光，例如，朝向工作表面。这个第二光源可以在第一和第二转换状态之间变化，特别是转换成接通和断开。控制单元这样设计使得上述亮度等级通过改变第二光源的转换状态而变化。以这种方法，第二光源可以是仅接通和断开的。这个第二光源没有亮度控制。

此外，组合灯是已知的，尤其是通过第一照明装置为诸如工作站的特定对象提供直接照明，并通过第二照明装置为例如天花板提供间接照明的工作站或独立式灯。这种灯可以由传感器根据光的亮度来调节。这种灯用在存在检测的传感器系统中，所以当有人靠近灯时，这些灯会自动地接通。

发明内容

通过存在检测接通的这种灯的问题是，在不利的照明状况下它们会无意地并立即地断开。例如，在光传感器的入射光量最小且低于接通值时，这种不利的照明状况就会发生，尽管间接照明为光传感器设置了过高的反馈值。在这种状况下，低于断开值并且灯被断开。这种现象被称为溜溜球效应(yo-yoeffect)，其在灯中应当避免发生。

由于灯所在的房间的条件，当到达传感器的第二发光装置的光组分非常高时，另一个成问题的照明状况出现了。各种光组分的不必要的影响问题仍然没有解决。

这是本发明的应用。

本发明的目的是提供一种操作提及种类的灯的方法，也就是，具有可分别控制的第一发光装置以提供直接光源，和又一发光装置以提供间接光组分的灯，借此上述缺点可借助发明的控制系统而避免。

这个目的通过具有权利要求1的特征的方法实现。

这个方法基本涉及一种控制器，其具有从光传感器检测到的总光量中减去计算出的光量的装置，所述计算出的光量由第二发光装置和入射到光传感器的间接光量生成，因此仅根据到达光传感器的直接光量，和第一发光装置生成的直接光量以及到达光传感器的任何外部光以便控制灯，特别是接通或断开灯。

通过这个方法并使用位于灯上的单个光传感器，使得数学上地确定第二发光装置产生并入射到灯上的间接光量成为可能，该间接光量在到达光传感器时衰减了，并在第一发光装置亮度的校准或调整中考虑该间接光量。

在本发明的又一发展中，控制器为此具有调节装置，其从光传感器检测到的总光量中扣除或减去计算出的间接光量，并提供输出信号或控制信号以调节第一发光装置的亮度。有利地，控制信号供应到合适的变换器装置，其连接在控制器的输出和第一发光装置之间。

在本发明的又一实施方式中，可以从第一控制信号中扣除预先确定的正或负的数值以直接控制根据第二发光装置的亮度得到的第二输出信号。这样，可以设置正或负的偏移以根据第一发光装置的亮度来调节第二发光装置的亮度。如果预先确定的值是，例如0.5，这意味着第二发光装置总是第一发光装置一半强的。当然，为此其它数值也是可能的。

在根据本发明方法的一个实施方式中，控制第二发光装置的所述第二输出信号供应到合适的变换器，其为第二发光装置提供实际的控制信号。

在根据本发明方法的发展中，来自第二发光装置并到达光传感器的光量不是通过测量确定的，而是在控制器内计算出的。在这种情况下，提供给用于第二发光装置的变换器的第二输出信号乘以合适的因数。这个因数是所谓的房间反射因数，其是第二发光装置发出并到达光传感器的间接光量计算的测量值。

在本发明的实施方式中，这个房间反射因数可以在灯最初的校准模式中确定，仅接通和断开第二发光装置，房间反射因数由光传感器确定的光量之间的差别来确定，优选地也由第二输出控制值的等级信息来控制。确定房间反射因数的平均值是可能的，其特征在于由单个数值确定第二发光装置的许多个接通-断开周期，而由此计算平均值。

通过使用第一发光装置，然后在随后的操作中在一定的时间延迟后接通第二发光装置来更新房间反射因数也在本发明的范围内，也就是，不再在校准模式中，光传感器确定的光量之间的差别和第二输出控制值的等级信息使得能够校正先前确定的房间反射因数。在这种情况下，接通直射光的第一发光装置和接通间接照明的第二发光装置之间的时间延迟可以是，例如，几秒钟左右。

在灯的操作过程中动态地调节房间反射因数也在本发明的范围内，因此房间反射因数被持续地校正。

间接照明的第二发光装置总是断开以代替直接照明的第一发光装置也在本发明的范围内。第二发光装置也可以总是与第一发光装置一起断开的。然而，如上面提及的，接通第二发光装置关于第一发光装置具有一定的时间延迟是可取的，例如，以确保上面提及的房间反射因数的动态追踪。

此外，本发明的又一发展提供了，当第一灯接通时，间接光的第二发光装置总是提供至少最低的发光值，除了延迟接通第二灯是可能时上面提及的时间段之外。

灯具有用于存在检测的传感器是明智的。在传感器感光范围内移动的人的检测会接通灯，在照明条件需要的范围内。当存在检测传感器检测到没有人在传感器的感光范围内时，灯可以通过位于控制器中合适的定时开关自动地断开。

在根据本发明的方法中，当控制器提供的第一发光装置的直射光组分的内部控制值低于控制器中的断开阈值时，第一发光装置和第二发光装置断开是有利地。

根据本发明的方法特别适合于工作站和/或独立式(free-standing)灯的操作。根据本发明的方法因此最适合做室内照明。

根据本发明，第一发光装置和/或第二发光装置分别由一个或多个发光主体，特别是由一个或多个LED构成。

附图说明

结合许多图来描述根据本发明的方法。在附图中：

图1是诸如用在根据本发明方法中的灯的基本结构，

图2是图1中示出的灯的框图，

图3是灯断开并具有图2中示出布局的相关特性的照明情况的实施方式，

图4是如图3中的类似表示，但灯由于存在检测而接通了，

图5是如图4中的类似视图，但具有高的外部光组分，以及

图6是如图5中的类似表示，具有非常高的外部光组分并且灯断开了。

具体实施方式

图1示出灯10，在这种情况下其设计为独立式灯。然而，这个灯10也可以是台式灯或工作灯，如同这个实施例中，灯10可以通过适当的固定工具安装在墙或天花板上。

作为实施例，图1中示出的独立式灯具有底座11，支撑杆12从该底座11竖直向上延伸。在支撑杆12的上端，灯头14支撑在罩壳中，其中放置有第一发光装置20和第二发光装置30。第一发光装置20可以是任何类型的发光装置，尤其是设计成直接照明对象100的LED发光装置，对象100可以是人或工作站等。在这种情况下，第一发光装置20发出光量L₁。在灯头14的罩壳内放置有第二发光装置30，其也可以包括一个或多个LED。与第一发光装置20相比，这个第二发光装置30这样设置在灯头14的内侧，以致其发出的光远离对象100。所述第二发光装置30发出的光量由参数L₂表示。

此外，在示出的实施方式中，灯10具有控制器50，其设置在灯头14内。这个控制器50用来接通和断开第一发光装置20和第二发光装置30，也用来调节它们各自的亮度。在这种情况下，控制器50借助于导线(其未在图1中示出)与第一发光装置20和第二发光装置30相连接。

最后，灯10具有光传感器60以及另一个传感器70，该传感器70用来检测进入传感器70感光范围的对象，特别是人的存在。为此，传感器60和70连接至控制器。当然，灯10具有合适的供电装置，但为了更加清楚而在图1中略去。

图2示出存在于图1示出的灯10中，特别是控制器50中的各个部件的框图。对于相同的部件继续使用上述的附图标记。

灯10具有控制器50，光传感器60连接至该控制器50的输入侧。在输出侧，控制器50一方面连接第一发光装置20，另一方面连接第二发光装置30。

假定首先打开第一发光装置20并发出光量L₁，然后这个光量L₁的组分作为减少的光量l₁到达光传感器60。光量L₁到光传感器60的反馈由反馈路径62标示。损耗发生在这个反馈路径62上，该损耗由，例如，灯10所在环境空气的介质所引起。在雾气或潮湿的环境条件下或在差的反射特性的情况下，第一发光装置20发出的光L₁的衰减显著地高于在洁净空气环境条件的情况下。

有类似的、从第二发光装置30到光传感器60的反馈路径64。第二发光装置30发出光量L₂，其到达传感器60后成为衰减的光量l₂。衰减因数可以是大的，因为第二发光装置30旨在仅发出间接光。

最后，来自外部发光装置35(其发出光量L₃)的光量l₃也会到达光传感器60。这个外部发光装置可以是灯或其它到达光传感器60的外部光，例如来自门或窗户。

因此，光传感器60检测到的总光量l相当于光组分l₁+l₂+l₃的总和。

在光传感器60处的这个总体光量l供应给控制器50。

控制器50具有控制装置51，其连接至减法器52的输出端。表示总光量l的信号供应到减法器52的第一输入端。信号l₂’(其在下面描述)供应到减法器52的第二输入端，该信号相当于存在于光传感器60处并由第二发光装置30引起的光量l₂的计算出的值。在减法器52中从总光量l中减去这个第二信号l₂’。

于是，信号l₁’供应到控制装置51的输入端，所述信号由总光量l减去计算出的值l₂’构成。根据输入信号l₁’，控制装置51确定在其输出端的校正信号y₁，该校正信号经由变换器55作为第一发光装置20的亮度的校正变量。

输出信号y₁还供应到加法器53，特别是第一输入端。信号Δy供应到这个加法器53的第二输入端以便生成两个信号的总和，以校正变量y₂的形式，提供这个校正变量y₂从而经由第二变换器56来控制第二光源30的亮度。控制信号Δy可以根据需要设定。例如，控制信号Δy可以具有-0.5的数值以确保与第一发光装置20的亮度相比第二发光装置30总是以一半的亮度照明。

如图2也示出的，控制信号y₂乘以因数R_m以产生数值l₂’。数值R_m是所谓的房间反射因数(roomreflectionfactor)，由此是来自第二发光装置30的光量L₂中有多少光量l₂到达光传感器60的测量值(measure)。

这个房间反射因数R_m可以由控制器50改变。

在灯10的校准模式中，这个因数R_m在室内安装灯10时确定，优选地，首先由控制装置50接通和断开第二发光装置30若干次。第一发光装置20保持断开。

控制装置确定表示接通和断开之间的差别、以及首先设置的第二输出校正变量y₂的信息的因数，该因数是有第二发光装置30的多少光量到达光传感器60的测量值。这个因数R_m是例如根据以下公式计算的：

$R_m=\frac{l_t-l_{t-1}}{y_t}$

其中

l_t传感器在时刻t检测到的光量

l_t-1传感器在时刻t-1检测到的光量

y_t在时刻t的校正变量

一旦确定了这个房间反射因数R_m，在灯的操作过程中其通过控制器50乘以数值y₂，然后-接通第一发光装置20-计算上述数值l₂’。

在灯10的操作过程中，这个数值R_m可以总是由控制器50通过接通灯10的时间延迟来调整，也就是，一接通第一发光装置20，就延迟，例如几秒钟接通第二发光装置30。这样，可以确定来自第二发光装置30到达光传感器60的光组分。

图3示出灯的典型特征曲线，如存储在，例如控制装置51中。校正变量y₁和y₂的特征曲线表示为，例如，对数标尺(logarithmicscale)上关于传感器60接收到的总光值l的线性特征曲线。这在图3示出的实施方式中被证实，其中第二发光装置的特征曲线总是不如第一发光装置20明亮，少了0.3的因数。因此Δy是0.3。假定在传感器接收到的光具有数值l＝0的情况下，第一发光装置20以最大光量照明，控制信号y₁＝1提供给这个端部。于是，在灯10的操作过程中第二发光装置30由控制信号y₂＝0.7控制。

如也能够从图3中看出的，在控制装置内设定有接通阈值E和断开阈值A以便在控制装置50确定控制信号y₁低于断开阈值A时断开灯10，而在控制信号y₁超过接通阈值E时接通灯10。

在图3的示范实施方式中，假定灯10断开，因此灯10不发出光量L₁或光量L₂。此外，假定几乎没有外部光落到灯10的光传感器上。

在图4的状况下，有人进入灯10存在传感器的检测范围内。另外，假定几乎没有外部光到达灯10的光传感器。由于控制器确定的光值l₁低于接通阈值E，灯10接通了。在这种情况下，由于图2示出的控制器，以及相关减去的所述计算出的光组分l₂’，光值l₁小于光传感器接收到的实际光值。

图5示出高的外部光I_s存在于光传感器的检测区域中的情况。然而，因为控制器50确定的光值l₁仍然超过断开阈值A，灯10保持接通。然而在这种情况下，如图5所示，用于间接照明的第二发光装置30仍然仅处于最小值L_2min。

在图6中，入射到光传感器上的外部光更高。如能够看到的，控制信号y₁低于断开阈值A，所以灯完全断开了。

附图标记列表

10灯

11底座

12支撑杆

14灯头

20第一发光装置

30第二发光装置

35外部光源

50控制器

51控制装置

52减法器

53加法器

55变换器

56变换器

60光传感器

62反馈路径

64反馈路径

70存在检测传感器

100对象，人

L₁第一发光装置20发出的光

L₂第二发光装置30发出的光

L₃外部光源35发出的光

l₁光传感器接收到的来自于第一发光装置20的光

l₂光传感器接收到的来自于第二发光装置30的光

l₃光传感器接收到的光，外部光

l₂'入射到光传感器60的光量

l₁'入射到光传感器60的总光量，减去光的预估量l₂'

l传感器检测到的总光量，也就是，l＝l₁+l₂+l₃

y₁调节第一发光装置20的亮度的控制信号

y₂调节第二发光装置30的亮度的控制信号

Δyy1和y2之间的偏移，也就是，y1-y2

R_m房间反射因数

A断开阈值

E接通阈值

Claims (16)

1.操作灯(10)的方法，该灯具有直接照明的第一发光装置(20)和间接照明对象(100)的第二发光装置(30)，以及控制器(50)，以便分别控制所述第一发光装置(20)和所述第二发光装置(30)，并且所述灯(10)具有至少一个安装在其上的光传感器(60)以检测在所述光传感器(60)的范围内的总光量(l)，包括那里存在的任何外部光，所述光传感器(60)连接至所述控制装置(50)，其特征在于：

所述控制器(50)具有从所述光传感器(60)检测到的总光量(l)中减去计算出的光量(l₂’)的装置，所述计算出的光量(l₂’)由所述第二发光装置(30)和入射到所述光传感器(60)的间接光量(l₂)生成，因此仅根据到达所述光传感器的信号，并且由所述第一发光装置(20)生成的直接光量(l₁)和入射到所述光传感器(60)的任何外部光(l₃)以控制所述灯(10)，特别是接通或断开所述灯。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述控制器(50)具有控制装置(51)，其生成输出信号(y₁)以控制所述第一发光装置(20)的亮度，所述输出信号(y₁)表示所述光传感器(60)检测到的总光量(l)减去所述计算出的间接光量(l₂’)。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：

从所述第一输出信号(y₁)中减去预先确定的正或负的值(Δy)，以便经由从其得出的第二输出信号(y₂)来控制第二发光装置(30)的亮度。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：

该第二输出信号(y2)乘以因数(R_m)，这个结果相当于所述计算出的光量(l₂’)，其从所述第二发光装置(30)中减去并在所述光传感器(60)处检测。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：

所述因数(R_m)是房间反射因数，其表示通过计算所述第二发光装置(30)输出并到达所述光传感器(60)的间接光量(L₂)确定的测量值。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：

在所述灯(10)最初的校准模式中，仅接通和断开所述第二发光装置(30)，所述房间反射因数(R_m)由所述光传感器(60)确定的光量之间的差别以及第二输出控制值的等级信息确定。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：

有多个所述第二发光装置(30)接通和断开的转换周期使得能够计算所述房间反射因数(R_m)的平均值。

8.根据权利要求5、6或7所述的方法，其特征在于：

追踪所述房间反射因数(R_m)，所述第一发光装置(20)和然后所述第二发光装置(30)各在不同的时间接通使得能够根据由到达所述光传感器(60)的光量确定的光量之间的差别来校正先前检测出的房间反射因数(R_m)。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：

接通所述第一发光装置(20)和所述第二发光装置(30)的时间延迟在几秒左右。

10.根据前述权利要求中的其中一个所述的方法，其特征在于：

所述房间反射因数(R_m)的调节是动态实现的。

11.根据权利要求1-10中任一所述的方法，其特征在于：

间接光(L₂)的所述第二发光装置(30)总是与直射光(L₁)的所述第一发光装置(20)一起断开。

12.根据前述权利要求中的其中一个所述的方法，其特征在于：

一接通所述第一发光装置(20)，间接光(L₂)的所述第二发光装置(30)以至少最低值(L_2min)照明，除了延迟接通所述第二发光装置(30)所需的期间之外。

13.根据前述权利要求中其中一个所述的方法，其特征在于：

所述灯(10)具有传感器(70)以检测存在，如果检测到有移动的人存在，接通所述灯(10)，到照明条件要求的程度。

14.根据前述权利要求中其中一个所述的方法，其特征在于：

当所述控制装置(50)内直接光组分的内部控制值(y₁)低于断开阈值(A)时，断开所述第一发光装置(20)和所述第二发光装置(30)。

15.根据权利要求1-14中其中一个所述的方法，其特征在于：

所述方法用于控制工作站和/或独立式灯，从而控制室内照明。

16.根据权利要求1-15中任一所述的方法，其特征在于：

所述第一发光装置(20)和/或所述第二发光装置(30)各自由一个或多个发光主体，特别是由一个或多个LED构成。