CN105556204B - 用于具有空间分布控制能力的照明器具的控制技术 - Google Patents

Abstract

公开了用于控制具有空间分布控制能力的照明器具的技术和用户接口。在一些情况下，所述控制技术可以使用高级控制器以限定由要被照明的给定的区域中的照明器具提供的用于想要的照射图案的定靶输入和扩展输入。在这样的情况下，所述定靶输入和扩展输入可以被传送或另外提供给控制模块，所述控制模块可以被包括在所述照明器具中。控制模块可以被配置为：基于正被使用的特定照明器具将输入转译为适当的移动光源调整以实现想要的照射图案。在一些情况下，多个照明器具可以由一个或多个控制模块控制。在这样的情况下，高级控制器可以被配置为：将输入提供给所述控制模块，以使用所述照明器具引起一个或多个照射图案。

Description

用于具有空间分布控制能力的照明器具的控制技术

相关申请的交叉引用

本申请是要求2013年9月27日提交的并且题为“Control Techniques forLighting Fixtures Having Spatial Distribution Control Capabilities”的美国专利申请No.14/038,985的权益的国际申请，其与2013年9月27日提交的并且题为“LightingFixture Having Spatial Distribution Control Capabilities”的美国申请No.14/039,054（律师签号No.2012P19381US）有关，该美国专利申请的整体内容被通过引用合并到此。

技术领域

本公开涉及照明器具，并且更特别地，涉及具有空间分布控制能力的照明器具以及用于控制这样的器具的技术。

背景技术

照明和照明器具变得更动态，包括用于控制照明的各个方面（诸如亮度/调光、色彩和空间分布）的能力。照明的空间分布可以包括由器具或系统提供的光的瞄准（定靶）和/或聚焦（扩展）。允许空间分布控制的照明器具的一个示例是典型地用在剧场和舞台照明中的移动头照明器具。在这些器具中，照明头单元被安装在允许高强度点光源的方向性瞄准的电机化机构（例如双台架或万向机构）上。此外，移动头光可以使用光器件，以用于聚焦/光斑大小调整。以很多方式控制移动头照明器具以及允许控制照明空间分布的其它照明器具。典型地，器具被连接到照明控制操纵台，其将信号发送到器具的电机或致动器。

附图说明

图1图解根据本发明实施例所配置的具有空间分布控制能力的照明器具组件。

图2图解用于在图1的照明器具组件中使用的示例光模块。

图3图解用于在图1的照明器具组件中使用的示例基板的顶视图。

图4a-图4b分别图解用于在图1的照明器具组件中使用的示例XY板的透视图和顶视图。

图5a-图5b分别图解用于在图1的照明器具组件中使用的示例聚焦板的透视图和顶视图。

图6a-图6b分别图解根据本发明实施例的具有窄聚焦光图案和宽聚焦光图案的照明器具。

图7a-图7c分别图解根据本发明实施例的用于在具有空间分布控制能力的照明器具中使用的示例基板、XY板和聚焦板的顶视图。

图8a-图8b分别图解根据本发明一个或多个实施例的用于具有空间分布控制能力的照明器具以及用于器具的高级控制器的示例架构。

图9a-图9b图解根据本发明实施例的用于控制具有空间分布控制能力的光系统的用户接口（UI）的示例屏幕快照。

图10是图解根据本公开一个或多个实施例的用于控制一个或多个照明器具的空间光分布的方法的流程图。

图11图解根据本发明实施例的用于校正并且计算具有空间分布控制能力的照明器具的示例控制模块伪代码。

通过阅读连同在此所描述的各图一起取得的以下详细描述，将更好地理解本实施例的这些和其它特征。随附附图不意图被按比例绘制。

具体实施方式

公开了用于控制具有空间分布控制能力的照明器具的技术和用户接口。在一些情况下，控制技术可以使用高级控制器以限定在要被照明的给定的区域中的由照明器具提供的用于想要的照射图案的定靶和扩展输入。在这样的情况下，定靶和扩展输入可以被传送或另外提供给控制模块，控制模块可以被包括在所述照明器具中。控制模块可以被配置为：基于正被使用的特定的照明器具将输入转译为适当的移动和/或光源调整以实现想要的照射图案。在一些情况下，多个照明器具可以由一个或多个控制模块控制。在这样的情况下，高级控制器可以被配置为：将输入提供给（多个）控制模块，以使用照明器具引起一个或多个照射图案。根据本公开，大量变化和配置将是明显的。

总体概述

如之前解释那样，允许动态光瞄准和/或聚焦的当前可用的照明器具典型地具有可以为了瞄准的目的而被四处移动的单个头。然而，这样的移动头照明器具是相对昂贵的，并且对于使用来说是复杂的。此外，移动头器具具有并非良好地适合于剧场和舞台照明之外的应用的形状因数。

因此，并且根据本发明一个或多个实施例，提供具有空间分布控制能力的照明器具以及用于控制这样的照明器具的直观技术。如根据本公开将明显的是，在照明器具或其光模块/源的上下文中的空间分布以及由此所提供的照射图案可以包括定靶（瞄准）和/或聚焦（扩展）。在一些实施例中，照明器具可以包括均包含一个或多个光源的光模块的阵列，其中器具进一步包括可以用于控制光模块的空间分布的多个板。例如，多板照明器具可以包括：基板，其是固定或静止的，并且包括多个插孔；XY板，其可移动地耦合到基板，并且包括多个槽；以及聚焦板，其可旋转地耦合到XY板，并且包括多个槽。每个光模块可以包括球部分，其由基板插孔枢轴地保持。此外，每个光模块可以包括部署或定位在XY板和聚焦板中的每一个中的至少一个槽内的控制臂。因此，控制臂可以被XY板和聚焦板约束（或部署在其内），以允许移动XY板以机械地使光模块瞄准并且旋转聚焦板以机械地使光模块聚焦，如以下将详细讨论的那样。

如之前描述那样，多板照明可以包括多个光源，例如，其可以包括一个或多个LED、激光二极管、高强度放电（HID）灯泡、白炽灯泡和/或荧光灯泡。在一些情况下，多板照明器具可以包括调光或色彩改变控制能力、或在所提供的光的其它方面上的控制，如根据本公开将明显的那样。在一些情况下，例如，多板照明器具可以成为被完整地组装，以使得用户可以容易地将组件安装在想要的房间或使用区域中。在其它情况下，照明器具可以成为套件，其中，单独的部件（例如板和光模块）成为非组装的，并且用户必须在安装之前组装照明器具。在这样的情况下，套件可以包括用于组件的说明书。还在其它情况下，用户可以能够购买组件的单独的部件，以创建具有如在此各自地描述的多个板和光模块的完整地组装的照明器具。在这样的情况下，用户可以能够选择用于板和/或照明模块的变化（诸如照明模块的数量、阵列图案、色彩、材料、光源、大小、重量等）。

较之具有空间分布控制能力的当前可用的照明器具，多板照明器具可以提供一个或多个优点/益处。例如，多板器具采用机械方案以通过一个板（例如XY板或聚焦板）的移动来同时使其所有光模块瞄准和/或聚焦。进一步地，取决于特定配置，器具可以手动地被操作或自动化。另外，器具可以使用廉价光源（诸如与广泛可用的简单固定的光器件（例如全内反射透镜）组合的LED）。此外，整个器具可以被构造为相对地薄（例如，具有短的最大总体高度），这可以有益于在通用和专用照明（例如凹槽类型器具或医疗吊杆器具）两者中配合普遍使用的形状因数。根据本公开，与本发明一个或多个实施例关联的其它优点/益处将是明显的。

在此所描述的控制技术可以用于针对控制具有自动化空间分布控制能力的照明器具提供更直观的用户体验。如根据本公开将明显的那样，控制技术可以用于任何类型的照明器具（诸如如在此各自地描述的多板照明器具、移动头照明器具或具有多个光源的静止器具（例如，其中，通过接通或关断光源来控制空间分布））。一般而言，如在此各自地描述的控制技术允许用户在真实世界或全局单元中限定一个或多个照明器具的空间分布，以实现想要的照射图案。换言之，控制技术允许用户基于区域而在区域自身中设置想要的定靶和扩展。例如，在一些实施例中，控制技术包括：使用高级控制器针对给定的区域限定（例如使用X、Y和/或Z坐标的）定靶输入以及（例如使用聚焦半径的）扩展输入。在这样的示例中，区域可以是房屋中的厨房或医院中的手术室，其中，例如，用户可以选择由一个或多个照明器具提供的房间中的一个或多个照射图案的定靶和扩展。

可以通过如下来确定定靶和扩展输入：映射房间或区域，将房间的中心或角部设置为原点，并且使用房间的尺寸（例如，以英尺或米为单位）以设置坐标，或通过如根据本公开将明显的某些其它合适的技术。例如，高级控制器可以是专用遥控或计算机、智能电话或平板上的应用。定靶输入和扩展输入可以然后被传送或发送到控制模块，以确定用于实现想要的照射图案的适当的移动和/或光源调整。在一些实例中，控制模块可以校正其控制的器具的几何形状和/或其控制的任何器具中使用的致动器的校准。此外，在一些实例中，控制技术可以包括校准处理，以设置正使用的区域的形状和/或大小以及（多个）照明器具在区域中的相对位置，如在此将讨论的那样。注意，术语高级控制器的使用可以包括被配置为允许用户提供可以用于控制如在此所描述的一个或多个照明器具的输入（例如定靶和扩展输入）的软件、硬件或固件的任何组合，并且高级控制器术语的该使用不意图限制本公开。

在一些实施例中，高级控制器用户接口（UI）可以包括房间、空间或使用区域中的想要的光分布的虚拟映射，如根据本公开将明显的那样。在一些情况下，高级控制器可以被配置为：控制多个照明器具。在这样的情况下，照明器具可以被单独地（例如，在每个器具具有其自身的照射图案的情况下）或一起地（例如，在两个或更多个照明器具被用于提供单个照射图案的情况下）控制。进一步地，在这样的情况下，UI可以包括选项以如想要的那样对器具进行分组/去分组。此外，在一些情况下，高级控制器可以能够在要被分配给空间中的单独器具或各器具组的区段中拆分虚拟映射（注意，区段可以重叠）。如根据本公开将明显的那样，在此所公开的控制模块可以位于单独的器具中或另外合适的位置中（例如中央控制器中），并且可以被配置为控制一个或多个照明器具。根据本发明，大量的变化和配置也将是明显的。

多板照明器具组件

图1图解根据本发明实施例所配置的具有空间分布控制能力的照明器具组件。在该实施例中，照明器具是包括包括有阵列的多个光模块（图2中示出其中之一）的组件，并且取决于照明器具的具体配置而形成特定的光图案。照明器具组件在该示例实施例中还包括多个板，并且更具体地，基板（如图3中所示）、能够使光模块瞄准的XY板（如图4a-图4b中所示）、以及能够使光模块聚焦的聚焦板（如图5a-图5b中所示），其中的每一个将在以下更详细地讨论。如根据本公开将领会的那样，照明器具组件可以包括附加的、更少的以及/或者与在此所描述的那些元件或部件不同的元件或部件（例如，更少的、附加的或不同的光模块）。

图1中的板示出为被断开连接的；然而，它们可以以任何合适的方式连接到彼此或其它结构，以促进如在此各自地描述的光模块阵列的空间分布的控制。例如，可以使用一个或多个臂（例如弹簧平衡式、液压式、气动式等）、布线、连接板或板材、配重器和/或其它合适的部件来连接板，如根据本公开将明显的那样。在一些情况下，板中的一个或多个可以连接到另外的结构（诸如天花板或墙壁（未示出）），以促进如在此所描述的板的移动。例如，在一些实施例中，基板可以连接到天花板，以提供静止基底，或基板可以被连接到包含或囊括照明器具的另外的器具（诸如凹槽）。在这样的实施例中，XY板可以相对于基板移动，以如想要的那样使光模块阵列瞄准（定靶）。在其它实施例中，XY板或聚焦板可以被紧固（例如到天花板），以允许其它板相对于被紧固的板移动。换言之，图1所示的三个板中的任任何板可以是固定的，以促进其它两个板之一或二者的移动。

图2图解用于在图1的照明器具组件中使用的示例光模块。如所示出那样，该实施例中的示例光模块的主体包括控制臂、球部分以及模块头。在一些情况下，光模块主体可以完全是一个连续工件（例如，包括对一个端部或两个端部的接入），而在其它情况下，光模块主体可以包括由两个或更多个分离的部分制成的组件。例如，控制臂和球部分可以是（例如通过旋入到模块头中）附接到模块头的一个连续的工件或某种其它合适的组件，如根据本公开将明显的那样。注意，仅为了说明性的目的而提供图1和图2所示的示例光模块，并且要求保护的发明不意图被限制于所示的具体设计。例如，控制臂在图2的示例实施例中被示出为直杆；然而，在其它实施例中，控制臂可以是有角度的或弯曲的。在一个示例实施例中，控制臂可以具有渐细的椎体形状，以使得控制臂的直径随着其变得更远离球部分而减小。这样的实施例可以允许由XY板和聚焦板在整个运动范围上更紧密地并且一致地约束控制臂。此外，图2所示的球部分处于控制臂之下；然而，在其它实施例中，球部分可以处于光模块主体中的不同位置中（诸如在控制臂之上）。还注意的是，图1中的阵列中所示的光模块可以在设计或配置上彼此不同；然而，在此为了易于描述，它们将主要地被处理为是相同的。进一步地，注意为了说明的目的，以圆形图案示出光模块阵列；然而，如根据本公开将明显的是，可以使用任何合适的阵列图案。

光模块可以包括任何合适的光源（例如，诸如一个或多个发光二极管（LED）、激光二极管、高强度放电（HID）灯泡、白炽灯泡和/或荧光灯泡）。在图2所示的示例实施例中，具有固定光器件（例如全内反射（TIR）透镜）的LED光源被用于当光模块被接通时提供光束。然而，每个光模块可以包括任何数量的合适的光源，并且可以如想要的那样选择适合于每个光模块的光器件，如根据本公开将明显的那样。如之前描述那样，如在此各自地描述的照明器具可以被用于控制由器具中所包括的光模块提供的光的空间分布（诸如光的瞄准（定靶）和/或聚焦（扩展））。在一些实施例中，光模块和/或模块所使用的光源可以促进用于照明器具的附加特征（诸如亮度/调光控制或色彩改变/选择能力）。例如，在一个实施例中，光模块可以包括彩色LED或红-蓝-绿（R-G-B）LED或一些其它合适的多色LED，以允许用户选择或改变由照明器具提供的光的色彩。如之前描述那样，如在此各自地描述的多板照明器具包括多个光模块。在一些情况下，光模块可以被单独控制，以调整由照明器具提供的光的空间分布或其它特性（例如色彩、亮度等）。

在一些配置中，可以使用有线系统来对光模块进行供电，而在其它配置中，可以无线地（例如，使用电池）来对光源进行供电。在一些其它配置中，可以通过有线系统和无线系统的组合来对光模块进行供电。例如，在这样的配置中，有线电力可以充当用于光模块的电力的主要源，并且无线电力可以充当备份源（例如，使用备份电池）。这样的情况在紧急事件应用或医疗照明应用中可以是特别可应用而有用的。此外，可以使用有线系统、无线系统或其某种组合来控制光模块的控制，包括例如接通/关断模块以及控制亮度水平。用于对光模块进行供电并且控制的合适的布线、连接器、驱动器线路和其它这样的部件根据本公开将是明显的。在一些情况下，可以基于光模块正使用的特定光源来选择电部件。注意，所使用的电部件可以被选择和/或配置为作为整体来容纳光模块和照明器具的运动。

图3图解用于在图1的照明器具组件中使用的示例基板的顶视图。如所示出那样，基板具有多个光模块插孔，其中的每一个可以被用于枢轴地保持光模块的球部分（例如，如图1所示）。因此，光模块的球部分以及基板中的对应的插孔可以创建球接头（或球和插孔接头），以允许同时在两个平面中的自由移动，包括在这些平面中进行旋转。结果，在基板插孔中枢轴地保持光模块的球接头允许每个光模块的模块头在接近半球形的运动范围中进行指向。在一些实施例中，光模块的球部分和基板插孔可以被设计为：允许每个模块的球部分咬合到对应的基板插孔中，以促进照明器具的组装。在其它实施例中，可以使用某些其它合适的技术在基板插孔中枢轴地保持光模块球部分。例如，基板可以由在每个光模块的球部分已经被插入到两个基板部分之间之后钳夹在一起的两个分离的部分构成。在其中不同的光模块用在同一照明器具组件中的实施例中，每个光模块的球部分以及对应的基板插孔可以被设计为这样的：仅它们可以被适当地彼此配合。例如，在单个照明器具中使用的光模块可以具有不同的特性（例如不同的强度、色彩等），并且因此，每个球/插孔组合的大小可以不同，以促进照明器具的组装。

如可以看到那样，图3中示出的示例基板具有方形形状，并且包括十二个光模块插孔，其可以用于容纳达到十二个光模块（例如，如图1所示那样）。然而，基板可以被配置有任何合适的形状、大小、厚度等，并且可以包括如想要的那样多的用于对应的光模块的插孔，如根据本公开将明显的那样。注意，在一些情况下，针对照明器具所使用的光模块的数量和/或设计可以驱动基板的设计。例如，如之前讨论的那样，基板可以由两个或更多个分离的工件构成，两个或更多个分离的工件可以被组装从而以允许光模块相对于基板进行枢轴转动的方式来保持它们。还注意，在一些情况下，可以基于用于光模块的想要的阵列图案和/或照明器具中所使用的其它板（例如XY板和聚焦板）的设计来选择基板插孔位置。

图4a-图4b分别图解用于在图1的照明器具组件中使用的示例XY板的透视图和顶视图。图5a-图5b分别图解用于在图1的照明器具组件中使用的示例聚焦板的透视图和顶视图。如所示出那样，XY板和聚焦板均具有多个槽，其当照明器具被组装时约束光模块的控制臂。换言之，控制臂被插入到照明器具组件的XY板和聚焦板中的槽中，以使得对如在此所描述的XY板和/或聚焦板进行调整控制光模块指向的方向。该示例实施例中的XY板包括促进对光模块进行引导的一系列径向槽，并且聚焦板包括促进使光模块聚焦的一系列有角度的槽。在一些实施例中，聚焦板可以具有弯曲的槽，以促进光模块的更平滑的移动（例如模块的更平滑的入/出平移）。注意，槽可以以凹入或有角度的方式形成在板中（例如，如分别在XY板和聚焦板的透视图（图4a和图5a）中可以看到的那样），以当板被移动以引导光模块时允许光模块如想要的那样进行枢轴转动。

在图1所示的示例实施例中，聚焦板被示出堆叠在XY板上并且旋转地耦合到XY板，并且XY板/聚焦板堆叠与基板间隔开。由于聚焦板被旋转地耦合到XY板，其中在该示例实施例中旋转轴是每个板的中心，因此它们可以相对于彼此旋转。在一些实施例中，聚焦板可以被配置为相对于XY板旋转，但是组件不需要被限制为如此。如之前描述的那样，基板可以是固定或静止的，并且XY板/聚焦板堆叠可以使用合适的连接器（例如臂、布线等）连接到基板。在该示例实施例中，XY板/聚焦板堆叠可以相对于固定的基板移动，以促进相对于基板在至少一个平面（例如，在XY板的平面的X方向和Y方向上）中的移动，以使光模块在想要的方向上指向光模块。注意，当XY板相对于固定的基板移动时，由于在该示例实施例中聚焦板和XY板处于堆叠中，因此聚焦板与XY板一起移动。还注意，其它实施例可以具有不同的配置。例如，在一个示例实施例中，XY板可以是静止或固定的，并且基板可以相对于XY板/聚焦板堆叠移动。在另一示例实施例中，基板可以处于XY板/聚焦板堆叠之上。在这样的示例实施例中，光模块可以具有位于控制臂之上的球部分。

图6a-图6b分别图解根据本发明实施例的具有窄聚焦光图案和宽聚焦光图案的照明器具。图6a-图6b中示出的照明器具是与以上参照图1-图5b所描述的相同的多板器具。在该示例实施例中，如可以看到那样，器具的光模块全部被接通，并且提供向下照耀房间地板的光束。进一步地，聚焦板（被示出在照明器具的顶部上）旋转地耦合到XY板（被示出在聚焦板与基板之间），并且两个板被配置以使得当它们重叠时，它们约束每个光模块控制臂。因此，聚焦板可以相对于XY板（例如手动地或以自动化的方式）旋转，以控制光图案的聚焦，如之前描述的那样。在图6a中，聚焦板已经相对于XY板（从在器具之上的视点）逆时针旋转，以窄化光模块的聚焦并且引起所示出的窄聚焦光图案。在图6b中，聚焦板相对于XY板（从在器具之上的视点）顺时针旋转，以加宽光模块的聚焦并且引起所示出的宽聚焦光图案。

如之前描述的那样，可以通过相对于固定基底移动XY板来瞄准光图案。例如，在图1和图6a-图6b所示的实施例中，相对于基板移动XY板在与XY板被相对于基板移动相反的方向上使光模块瞄准。这归因于在该示例实施例中XY板在光模块的控制臂端部上施放力，由此引起光模块球部分在基板插孔中枢轴转动并且在相反方向上使模块头瞄准。注意，由于聚焦板被旋转地耦合到XY板以进行XY板/聚焦板堆叠，因此在该示例实施例中聚焦板与XY板一起移动。还注意，在一些实施例中，XY板可以是静止或固定的，允许基板移动以控制光模块的瞄准。无论基板是固定的而XY板移动还是XY板是固定的而基板移动，板之中的一个的移动在此被提及为XY板相对于基板的移动。

图7a-图7c分别图解根据本发明实施例的用于在具有空间分布控制能力的照明器具中使用的示例基板、XY板和聚焦板的顶视图。该示例实施例中的板与以上参照图1所描述的照明器具相似，除了这些示例板被意图用于与包括四个照明模块的照明器具一起使用之外。如图7a所示，该示例实施例的基板包括四个插孔，并且如图7b-图7c所示，XY板和聚焦板均包括四个槽。如之前描述的那样，插孔被用于枢轴地保持光模块的球部分，并且槽用于约束光模块的控制臂，以使得XY板（相对于基板）的移动控制光模块的瞄准（定靶），并且聚焦板（相对于XY板）的旋转控制光模块的聚焦（扩展）。

在此所描述的光模块和板可以由任何合适的材料构成，包括各种塑料或其它聚合物（例如高密度聚乙烯（HDPE）、聚对苯二甲酸乙二酯（PET）、聚丙烯（PP）、玻璃、纤维玻璃等）和/或金属（例如铝、钢、不锈钢、铜、黄铜等）。在一些情况下，光模块的主体可以包括多种材料。例如，在图2所示的实施例中，控制臂和球部分可以包括塑料材料，并且模块头可以包括金属材料。在一些情况下，在此所描述的板（例如基板、XY板和聚焦板）可以都是由相同材料或是由不同材料制成的。在一些实例中，可以选择用于光模块和板的设计和材料以减少生产成本。

在一些实施例中，板的厚度和光模块的设计可以被选取为具有短和/或平坦的总体设计。例如，在一些这样的实施例中，（例如，当光模块都垂直于板时可以实现的）照明器具的最大总体高度可以小于30cm、20cm或10cm、或某种其它合适的最大总体高度。还在其它实施例中，照明器具可以在微加工领域中制造，并且具有甚至更低的轮廓（诸如其中器具的最大总体高度例如是50mm或更少的示例情况）。为此，计算机数值控制（CNC）加工技术可以被用在器具的各个板和/或各个其它结构特征的制备中，从而取决于诸如加工技术和所使用的材料以及宽高比和所加工的特征将要承受的应力的因素而提供微大小的特征或甚至更小的特征。这样的具有短的总体设计的照明器具可以具有适合于通用和专用照明（诸如凹槽类型器具或医疗吊杆器具）这两者的形状因数。用于总体最大高度的一个因素是基板与XY板/聚焦板堆叠之间的距离，并且因此，在一些实施例中，可以基于照明器具的想要的总体最大高度而选择距离。进一步地，可以基于用于器具组件的想要的重量而选择用于照明器具部件的设计和材料选择。例如，可以选择轻重量材料（诸如塑料和铝）以用于板和光模块，以减少照明器具的总体重量。要求保护的发明不意图被限制于用于光模块或板的任何特定材料，除非另外指示。

在一些实施例中，可以手动地操作照明器具。在这样的实施例中，器具可以被配置为：允许用户物理操控器具的板，以使光模块阵列瞄准和/或聚焦，以获得想要的光图案。例如，用户可以能够通过相对于基板物理地移动XY板来手动地使图1所示的照明器具阵瞄准列，并且通过相对于XY板物理地旋转聚焦板来手动地使器具的阵列聚焦。在其它实施例中，照明器具组件可以是自动化的。在这样的实施例中，照明器具可以包括一个或多个致动器，以控制板（例如基板、XY板和/或聚焦板）中的一个或多个的移动。例如，针对自动化控制所使用的一个或多个致动器或其它部件可以包括电机化/电致动器、压电致动器、液压致动器、气动致动器、线性电机或其它电机、记忆合金、螺线管、继电器、轮轴或根据本公开将明显的任何其它合适的部件。将在以下更详细地讨论用于这样的自动化器具的控制技术和用户接口。

根据一些实施例，照明器具可以被配置为：（例如通过布线）与驱动器线路电耦合。在一些情况下，驱动器线路可以处于照明器具外部（例如在电接线箱中）。如根据本公开将领会的那样，凭借这样的配置，驱动器线路可以在一些情况下实质上与照明设备热隔离；也就是说，即使照明器具或其中的光模块经受温度上的实质增加/减小，驱动器线路也可以至少部分地被隔离/受保护而不经受这样的波动。在一些实例中，这样可以有助于增加照明器具的效率和/或寿命。在一些情况下，照明器具可以可选地包括镇流器线路或另外能够与镇流器线路电耦合，例如，以将AC信号转换为在想要的电流和电压处的DC信号，以对光模块进行供电，并且可选地对用于移动照明器具的部件进行供电（例如对于自动化配置而言）。在其它情况下，照明器具可以包括一个或多个电池，用于对光模块和/或用于移动照明器具的部件（诸如XY板和聚焦板）进行供电。根据本公开，大量的变化和配置将是明显的。

控制技术和用户接口

图8a-图8b分别图解根据本发明一个或多个实施例的用于具有空间分布控制能力的照明器具以及用于器具的高级控制器的示例架构。如根据本公开将明显的是，在此所描述的控制技术使用高级控制器（例如如图8b所示），以使用定靶输入和扩展输入来限定想要的分布，以控制照明器具的空间分布（例如，如图8a所示）。用于想要的光图案分布的输入（诸如定靶坐标（X，Y，Z）和扩展半径（R））可以被提供给确定适当的（多个）移动/（多个）光源调整的控制模块，以用于正被控制的（多个）特定照明器具。为了易于描述，将主要（例如参照图1）在如之前描述的那样的多板照明器具的上下文中讨论图8a所示的照明器具。然而，如根据本公开将明显的是，如在此各自地描述的控制技术可以与具有空间分布控制能力的任何照明器具（诸如具有多个光源的移动头照明器具或静止器具（例如，其中，通过接通并且关断静止器具的光源或通过调整光源的光器件来控制瞄准和/或聚焦））一起使用。注意，在此所描述的控制技术可以用于控制具有空间分布控制能力的多个照明器具，如以下将讨论的那样。还注意，虽然照明器具和控制技术在此主要被讨论为能够控制照射瞄准（定靶）和聚焦（扩展）这两者，但照明器具和/或控制技术可以仅能够控制一个或另一个。

在图8a所示的示例实施例的情况下继续，如可以看到那样，照明器具包括控制模块、一个或多个光源、电源以及一个或多个致动器。注意，如之前描述的那样，在静止的照明器具的情况下，由于器具可能没有任何有源机械部件，因此致动器可以不与器具包括在一起。（多个）照明器具光源可以分布在多个光模块之间，其可以被配置在阵列中（例如，如图1所示），并且可以包括（例如如参照图2描述的那样的）任何合适的类型的光源。用于照明器具及其部件的电源可以包括有线电力源（例如AC电力源）、无线电力源（例如电池）或它们的某种组合。用于移动照明器具以控制例如器具的（多个）光源的空间分布的一个或多个致动器可以包括任何合适的致动器类型（诸如先前在上面所描述的那些致动器类型）。

在图8a所示的实施例中，控制模块与照明器具包括在一起。然而，在其它实施例中，例如，控制模块可以位于任何其它合适的位置或设备中（诸如用于促进一个或多个照明器具的控制的外部控制器或计算系统中）。如之前描述的那样，控制模块被配置为：从高级控制器接收输入。如图8b所示，高级控制器可以包括至少一个定靶输入模块和扩展输入模块，以用于分别接收定靶坐标和扩展半径。图8b的高级控制器也可以允许用户（例如经由控制模块）将其它输入提供给照明器具，诸如开/关输入、光色彩输入或其它合适的输入、命令或控制，如根据本公开将明显的那样。

在一些情况下，例如，高级控制器（例如如图8b所示）可以是可以被提供有照明器具或控制模块的分离部件（诸如专用遥控控制）。在其它情况下，高级控制器也可以成为用于计算机、平板、智能电话或能够安装应用的其它合适的计算设备的应用的形式。在这样的情况下，高级控制器应用可以成为用于例如Google/Android、Microsoft/Windows或Apple/iOS操作系统或任何其它合适的操作系统之一或全部的可下载应用。在任一情况下，运行高级控制器应用的设备可以包括显示屏和各种输入控制特征（诸如触摸屏、触摸板、操纵杆、键区、控制按钮或其它合适的控制特征）。进一步地，高级控制器可以被有线连接到一个或多个照明器具，或其可以使用红外线（IR）、射频（RF）、蓝牙、Wi-Fi等无线地操作。如之前描述的那样，高级控制器允许以直观方式控制空间光分布，其中，用户可以（例如，通过输入用于一个或多个照明器具的定靶和扩展）输入光分布图案的想要的结果，其被通信/传送到控制模块，以使得控制模块可以确定适当的（多个）移动/（多个）光源调整，以用于正被控制的（多个）特定照明器具。

在一些情况下，高级控制器可以具有手势或语音识别能力。例如，这样的能力在医疗照明的上下文中（特别是在其中可以在不触摸控制器或器具自身的情况下控制照明器具的空间光分布图案的干净环境中）可能是有用的。在一些情况中，高级控制器可以被配置有隐含的或自主的控制方案，其可以成为预先编程的或用户可配置的。例如，这样的隐含的或自主的控制方案可以包括：基于房间中的占放或用户、基于特定活动或基于有意的识别而调整光图案的空间分布。可以使用想要的输入（例如定靶和扩展）来对隐含的/自主的控制方案进行预先编程。例如，用户可以基于房间布局而对预设照射定靶和扩展进行编程，诸如基于正执行的活动（例如分别准备餐食，食用餐食，观看电影）而照射厨房准备区域，照射饭厅餐桌，以及提供环境照射。当处理正被控制的一个或多个照明器具的定靶和扩展时，设置这样的预设是直观的处理。可以使用先前所描述的用于实现各种控制方案的任何合适的部件和支持软件（例如，相机、运动传感器、麦克风等）。根据本公开，大量的高级控制器变化和配置将是明显的。

图9a-图9b图解根据本发明实施例的用于控制具有空间分布控制能力的光系统的用户接口（UI）的示例屏幕快照。如所示出的用户接口可以由（例如触摸屏计算设备（诸如智能电话或平板）上的）高级控制器显示，以允许输入用于一个或多个照明器具的定靶和扩展。在该示例情况下，用户接口的主要部分示出用于包括可以被控制的两个照明器具——（由如所示的对应的虚线圆形所表示的）器具A和器具B——的房间A的虚拟映射布局。注意，为了说明的目的，房间A是500 x 500的完美方形，并且器具A和B两者都可以已经初始地对于房间A校准，如以下将描述的那样。还注意，虽然具有空间分布控制能力的两个照明器具被用在该示例光系统中，但任何数量的照明器具可以被用在这样的系统中，包括一个或多个。进一步注意，高级控制器可以能够控制静止或不可移动的器具和光源。当确定用于实现想要的光图案的方式时，可以考虑这样的静止/不可移动的源。

在图9a所示的示例UI中，可以通过将用于器具A或器具B的圆形的对应中心拖动到房间A中的想要的位置来控制每个照明器具的定靶。进一步地，可以分别通过朝向或远离圆形中心拖动圆形以窄化或加宽光聚焦来在该示例UI中控制每个器具的扩展。如所示出那样，器具A被定靶在（-125，75）处并且具有100的扩展半径，并且器具B被定靶在（125，-125）处，并且具有50的扩展半径。虽然为了说明的目的而在该示例实施例中仅使用房间A的X和Y坐标，但在一些情况下，例如，可以输入房间/使用区域的Z坐标以调整光图案的高度。例如，Z坐标可以被用于引起对房间的墙壁进行定靶的照射图案。进一步地，在一些情况下，对于照明器具而言，仅一个坐标可以是可控制的。例如，如果照明器具正照射走廊，则用户可以仅控制一个定靶轴，以调整走廊的上下照射。

取决于特定UI和正被控制的照明器具的数量，可以使用任何合适的控制技术。例如，如果使用图9a所示的UI正控制仅一个照明器具（例如器具A），则用户可以能够选择定靶位置以移动代表性圆形并且控制器具（如与拖动代表性圆形相反）。图9b示出其中器具A和器具B两者都正用于引起单个照射图案的示例特征。以下将更详细地讨论图9b。注意，该示例实施例中的UI还允许用户控制照明器具的强度和色彩，并且单独地接通或关断它们。还注意，图9a-图9b所示的UI仅是为了说明的目的而被提供为示例，并且不意图限制要求保护的发明。

在与控制模块有关的描述的情况下继续，图10是图解根据本公开实施例的用于控制一个或多个照明器具的空间光分布的方法的流程图。图10所示的方法提供可以由控制模块执行以实现想要的空间光分布图案的处理的示例。可以例如使用任何合适的编程语言（诸如C、C++、面向对象C、JavaScript、G（来自LabVIEW）、定制或私有指令集等）来实现控制模块。控制模块功能可以被编码在例如机器或计算机可读介质上，其当由处理器执行时部分地或整体上执行在此参照控制模块所描述的功能。机器或计算机可读介质可以是包括可执行指令的任何合适的非暂态计算设备存储器，诸如：硬驱动；压缩盘；存储器棒；和/或它们的任何组合。可以例如利用门电平逻辑、应用专用集成电路（ASIC）或芯片集或其它这样的为目的而构建的逻辑来实现其它实施例。可以利用具有输入/输出能力（例如用于接收用户输入的输入部；用于命令其它部件的输出部）以及用于执行控制模块的功能的大量嵌入式例程的微控制器来实现一些实施例。在更一般的意义上，可以如想要那样在硬件、软件和/或固件中实现控制模块。

如上面讨论的那样，高级控制器可以被配置为：将用于一个或多个照明器具的想要的定靶输入和扩展输入传送到控制模块。控制模块接收（1002）定靶输入和扩展输入，其可以按用于想要的定靶的X、Y和/或Z坐标（例如在矢量格式中）以及用于想要的扩展的半径（R）的单位。注意，房间的尺寸（诸如，以英寸或米为单位）可以用于设置用于高级控制器的坐标或单位。例如，对于测量为20m x 20m并且包括具有空间分布控制能力的照明器具的方形房间或区域而言，原点可以设置在一个角部中，这样可以允许用户输入范围从（0m，0m）到（20m，20m）的定靶，并且设置0到10m的范围中的半径。还注意，虽然在此在按半径单位的上下文中讨论扩展，但光图案的形状不需要是圆形，并且针对扩展使用半径术语意味着一般地应用于由光图案覆盖的区域。因此，更高的半径指示具有照射更大区域的更宽扩展的光图案，并且更低的半径指示具有照射更少区域的更窄扩展的光图案，无论光图案的形状如何。

在确定（1004）用于控制模块正控制的（多个）特定照明器具的（多个）移动和/或（多个）光源调整的情况下继续所述方法继续。由于输入到高级控制器中的单位是针对要被照明的给定的区域，因此控制模块可以负责使用对于其控制的每个照明器具特定的适当计算/校正来转译接收到的输入（例如定靶和扩展），以获得想要的照射图案。在一些实施例中，可以执行校准处理，以标识每个照明器具在要被照明的给定的区域中的位置。例如，用户可能必须（例如，使用X、Y和/或Z坐标）设置（多个）器具坐标的位置，以使得控制模块理解房间中每个器具所处的位置。这可以通过录入每个照明器具的位置或通过更复杂的校准处理（例如，使用传感器）来执行。在一些情况下，可能需要提供关于房间/使用区域的大小和/或形状的信息，以设置用于该空间的恰当尺寸。用于每个器具的开始位置可以被用于确定/计算用于正被控制的（多个）特定照明器具的合适的（多个）移动和/或（多个）光源调整，如根据本公开将明显的那样。

在一些情况下，控制模块可能必须针对其控制的器具中的一个或多个的几何形状进行校正（1006）和/或针对由（多个）器具使用的任何致动器的校准进行校正（1008）。例如，在使用有源机械部件控制空间分布的照明器具（例如上面描述的多板照明器具、移动头照明器具等）的情况下，可以对控制模块编程，以针对照明器具的特定硬件进行校正，包括：针对每个器具的几何形状以及针对每个器具使用的致动器或其它机械部件的校准进行校正，以将接收到的输入转译为引起光图案的想要的瞄准（定靶）和聚焦（扩展）的移动。在通过接通以及关断光源和/或通过调整光源的光器件来控制空间分布的照明器具的情况下，可以对控制模块编程，以针对照明器具的特定几何形状进行校正，以确保接通想要的光源和/或使用适当的光器件以获得想要的照射。

图11图解根据本发明实施例的用于校正并且计算具有空间分布控制能力的照明器具的示例控制模块伪代码。所示的伪代码中的示例校正/计算用于如以上（例如参照图1）所描述的多板照明器具。注意，对于所提供的校正/计算而言，照明器具包括线性伺服电机，其可以用于提供板移动以控制器具。图11的框中的第一区段与用于XY板移动的线性校正有关。如可以看到那样，定义（从正使用的特定照明器具的物理构成和校准得到的）常数，并且接收定靶矢量（X，Y，Z）作为输入。然后可以使用与器具有关的常数和用于设置照明器具的定靶矢量输入来执行计算，以基于接收到的定靶矢量而实现想要的照射图案。如所示出那样，计算包括：将定靶矢量输入转译为想要的板位置，并且针对致动器的校准进行校正。

图11的框中的第二区段与用于聚焦板移动的旋转校正有关。如可以看到那样，再一次定义（从正使用的特定照明器具的物理构成和校准得到的）常数。还接收输入，其包括指示照射图案扩展的想要的半径的聚焦输入以及指示从器具到想要的照射图案的中心的距离的距离输入。然后可以使用与器具有关的常数和用于设置照明器具的输入来执行计算，以基于接收到的定靶矢量而实现想要的照射图案。如所示出那样，计算包括：确定可能的最窄或最紧凑的聚焦（扩展），并且基于照射图案的定靶而校准聚焦板的想要的旋转。以此方式，控制模块可以针对给定的定靶输入和聚焦输入确定XY板和聚焦板的移动，包括：针对器具的几何形状以及致动器的校准进行校正。注意，包括用于多板照明器具的校正/计算的图11中所提供的伪代码仅是为了说明的目的而提供的，并且不意图限制要求保护的发明。

该示例实施例中的方法通过设置（1010）（多个）照明器具以实现想要的照射图案而继续。例如，可以在已经确定（1004）合适的（多个）移动和/或（多个）光源调整之后或在已经执行合适的校正（1006、1008）之后设置照明器具。设置照明器具可以包括：控制用于移动照明器具的致动器（或其它机械部件）。例如，使用在此参照图1所描述的多板照明器具，设置器具可以包括：相对于基底移动XY板，以使光模块阵列瞄准并且实现想要的照射定靶，和/或相对于XY板旋转聚焦板，以使光模块阵列聚焦并且实现想要的照射扩展。在另一示例情况中，使用移动头照明器具，设置器具可以包括：摇摄和/或倾斜器具，以实现想要的照射定靶，和/或改动器具的光器件，以实现想要的照射扩展。在又一示例情况中，使用静止照明器具，设置器具可以包括：接通或关断光源（或可能地，改动光源的光器件），以实现想要的照射定靶和/或扩展。

在一些实施例中，控制模块可以被配置为：控制多个照明器具的相应的瞄准（定靶）和/或聚焦（扩展），引起每一个提供单独的照射图案。例如，以上参照图9a所描述的情况允许器具A和器具B的单独的控制。在这样的情形中，每个器具可以具有其自身的控制模块，以将所提供的定靶和扩展转译为所示的想要的照射图案。替换地，一个控制模块可以被用于控制两个器具并且转译示例UI所提供的输入，以确定引起每个器具的想要的照射图案所需的适当的（多个）移动/（多个）光源调整。在一些其它实施例中，多个照明器具可以被用于提供诸如图9b所示的一个照射图案。在这样的示例情况下，控制模块可以控制两个照明器具，并且可以被编程有所需要的智能，以确定如何使用两个器具来实现想要的照射图案。该情况可以应用于包括具有空间分布控制能力的两个或更多个照明器具的照明系统。为了描述的完整，由图9b中的器具A和器具B的组合所创建的照射图案具有（25，25）的定靶以及75的扩展半径。

根据本公开，关于该方法的大量变化将是明显的。如将领会那样，并且根据实施例，图10所示的功能框中的每一个（例如1002、1004、1006、1008和1010）可以例如由当由一个或多个处理器执行或另外操作时引起如在此所描述的相关联的功能被执行的控制模块和/或某种其它子模块来实现。可以例如在软件（例如在一个或多个计算机可读介质上存储的可执行指令）、固件（例如微控制器或其它可以具有用于从用户请求输入并且提供对用户请求的响应的输入/输出能力的设备的嵌入式例程）和/或硬件（例如门电平逻辑、现场可编程门阵列、为目的而构建的硅等）中实现控制模块/子模块。

根据本公开，大量实施例将是明显的。本发明的一个示例实施例提供一种控制照明器具的方法。所述方法包括：接收定靶输入和扩展输入，以用于要被照明的给定的区域中的照明器具；基于接收到的定靶输入和扩展输入而确定用于所述照明器具的移动和/或光源调整；以及基于所确定的移动和/或光源调整而设置所述照明器具以实现想要的照射定靶和扩展。在一些情况下，所述区域的X、Y和/或Z坐标限定所述定靶输入。在一些情况下，所述照明器具光所提供的光的半径限定所述扩展输入。在一些情况下，所述方法包括：针对所述照明器具的几何形状进行校正，和/或针对一个或多个照明器具致动器的校准进行校正。在一些情况下，所述方法包括：校准所述照明器具，以限定其在所述区域中的位置。在一些情况下，从高级控制器接收所述定靶输入和扩展输入。在一些情况下，设置所述照明器具包括：调整一个或多个致动器，以实现想要的照射定靶和扩展。在一些情况下，设置所述照明器具包括：接通或关断光源，以实现想要的照射定靶和扩展。在一些情况下，控制模块被配置为：执行控制照明器具的方法。在一些这样的情况下，所述控制模块被包括在所述照明器具中。在一些情况下，一种（非暂态）计算机可读介质被编码有指令，其当由一个或多个处理器执行时引起用于控制照明器具的空间分布的处理被执行，所述处理包括所述控制照明器具的方法。

本发明的另一示例实施例提供一种照明系统，包括：至少一个照明器具；高级控制器，包括用户接口，被配置为：接收定靶输入和扩展输入，以用于所述至少一个照明器具；以及至少一个控制模块，被配置为：基于接收到的定靶输入和扩展输入而确定用于所述至少一个照明器具的移动和/或光源调整，以实现至少一个想要的照射图案。在一些情况下，单个控制模块被配置为：控制多个照明器具，以实现一个或多个照射图案。在一些情况下，利用所述至少一个控制模块所控制的每个照明器具的位置来校准所述至少一个控制模块。在一些情况下，所述控制模块针对所述照明器具的几何形状进行校正，和/或针对一个或多个照明器具致动器的校准进行校正。

本发明又一示例实施例提供一种用于控制照明系统的高级控制器。所述控制器包括：显示器，用于将虚拟区域显示给用户；以及用户接口，被配置为：接收用于至少一个照明器具的定靶输入和扩展输入，以引起至少一个照射图案，其中，接收到的定靶输入和扩展输入被传送到至少一个控制模块，以用于控制所述至少一个照明器具。在一些情况下，用于所述至少一个照明器具的所述至少一个照射图案被显示为圆形，其可以被操控以调整所述定靶输入和扩展输入。在一些情况下，所述显示器是触摸屏显示器，用于显示虚拟区域并且允许用户进行输入。在一些情况下，控制所述至少一个照明器具包括：基于接收到的定靶输入和扩展输入而确定用于所述至少一个照明器具的移动和/或光源调整。在一些情况下，所述用户接口进一步被配置为：接收用于所述至少一个照明器具的强度和/或色彩输入，其被传送到所述至少一个控制模块，以用于控制所述至少一个照明器具。

已经为了说明和描述的目的而提出了本发明的实施例的前述描述。不意图穷举或将本发明限制于所公开的精确形式。根据本公开，很多修改和变化是可能的。意图的是不由该详细描述而是相反由在此所附的权利要求限制本发明的范围。

Claims (19)

1.一种控制多个照明器具的方法，所述方法包括：

接收定靶输入和扩展输入，以用于要被照明的给定的区域中的多个照明器具；

基于接收到的定靶输入和扩展输入而确定用于所述多个照明器具的移动和/或光源调整；以及

基于所确定的移动和/或光源调整，设置所述多个照明器具以通过相对于基板移动XY板来实现想要的照射定靶以及通过相对于所述基板移动聚焦板来实现扩展。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述定靶输入是通过所述区域的X、Y和/或Z坐标限定的。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述扩展输入是通过由所述照明器具光提供的光的半径限定的。

4.如权利要求1所述的方法，进一步包括：针对所述照明器具的几何形状进行校正，和/或针对一个或多个照明器具致动器的校准进行校正。

5.如权利要求1所述的方法，进一步包括：校准所述照明器具，以限定其在所述区域中的位置。

6.如权利要求1所述的方法，其中，所述定靶输入和扩展输入是从高级控制器接收的。

7.如权利要求1所述的方法，其中，设置所述照明器具包括：调整一个或多个致动器，以实现想要的照射定靶和扩展。

8.如权利要求1所述的方法，其中，设置所述照明器具包括：接通或关断光源，以实现想要的照射定靶和扩展。

9.一种控制模块，被配置为执行如权利要求1所述的方法。

10.如权利要求9所述的控制模块，其中，所述控制模块被包括在所述照明器具中。

11.一种被编码有指令的计算机可读介质，所述指令当被一个或多个处理器执行时引起用于控制照明器具的空间分布的处理被执行，所述处理包括如权利要求1所述的方法。

12.一种照明系统，包括：

至少一个照明器具，其包括基本上彼此平行的XY板、聚焦板和基板，并且进一步包括与所述XY板、所述聚焦板和所述基板中的每一个接触的光模块；

高级控制器，包括用户接口，所述用户接口被配置为：接收定靶输入和扩展输入，以用于所述至少一个照明器具；以及

至少一个控制模块，被配置为：基于接收到的定靶输入通过仅相对于所述基板移动所述XY板以及基于接收到的扩展输入通过仅相对于所述基板移动所述聚焦板而确定用于所述至少一个照明器具的移动和/或光源调整，以实现至少一个想要的照射图案。

13.如权利要求12所述的系统，其中，单个控制模块被配置为：控制多个照明器具，以实现一个或多个照射图案。

14.如权利要求12所述的系统，其中，利用所述至少一个控制模块所控制的每个照明器具的位置来校准所述至少一个控制模块。

15.如权利要求12所述的系统，其中，所述控制模块针对所述照明器具的几何形状进行校正和/或针对一个或多个照明器具致动器的校准进行校正。

16.一种高级控制器，用于控制照明系统，所述控制器包括：

显示器，用于将虚拟区域显示给用户；

用户接口，被配置为：接收用于至少一个照明器具的定靶输入和扩展输入，以引起至少一个照射图案，其中，接收到的定靶输入和扩展输入被传送到至少一个控制模块，以用于控制所述至少一个照明器具；以及

至少一个控制模块，被配置为：基于接收到的定靶输入通过促使相对于基板来旋转XY板以及基于接收到的扩展输入通过促使相对于所述基板来旋转聚焦板而确定用于所述至少一个照明器具的移动和/或光源调整，以实现至少一个想要的照射图案。

17.如权利要求16所述的控制器，其中，用于所述至少一个照明器具的所述至少一个照射图案被显示为圆形，所述圆形能够被操控以调整所述定靶输入和所述扩展输入。

18.如权利要求16所述的控制器，其中，所述显示器是触摸屏显示器，用于显示所述虚拟区域并且允许用户进行输入。

19.如权利要求16所述的控制器，其中，所述用户接口进一步被配置为：接收用于所述至少一个照明器具的强度和/或色彩输入，其被传送到所述至少一个控制模块，以用于控制所述至少一个照明器具。