CN105850045A - 用于触敏照明控制的方法和装置 - Google Patents

Abstract

公开了照明组件（10），其包括允许安装者用粘合条（144）将组件附接到外部结构（15）的安装表面（14）。照明组件还包括通过准直发光元件（182）和光学元件（184）的组合来将聚光光照引导到预定陈列区域（17）的发光表面（18）。照明组件特征还在于通过给用户提供与照明组件的不同交互模式来允许用户对照明组件编程并以灵活的方式来控制陈列品照明的触敏表面（16）。

Description

用于触敏照明控制的方法和装置

技术领域

本发明大体针对照明控制。更特别地，本文公开的各种创新解决方案涉及控制用于商业或零售应用的陈列品照明。

背景技术

在很多商业或零售环境中，聚光照明用于光照陈列的产品。在传统上，适合于这个目的的光源布置在天花板中或构建在陈列橱或产品架内。例如，具有接通/断开功能的照明条可布置在产品陈列橱中以在零售商的商品上提供恒定强度的均匀光照。随着时间的流逝，产品可能轮转进出陈列橱或架，但照明方案保持不变。

今天的竞争现实使零售商考虑增强产品吸引力的各种方式。同时，现代生产过程以及产品创新快速产生新的和更新的产品。这些产品更新和新发售导致存货周转的高速率，因为新产品被不断地输送到商店。零售商被刺激来在这些产品到达商店库存内后立刻陈列它们。作为结果，店铺的一部分且有时整个店铺必须在非常短的时间范围内被重新设计和重新进货。

相应地，鉴于当前存在于零售环境中的挑战性竞争气候，传统照明陈列方法有它们的缺点。零售商将欢迎廉价的、灵活的和容易使用的陈列品照明解决方案。容易被调节以提供定制的照明效果的交互式货架照明装置可帮助减轻今天的零售商所面临的一些挑战。

数字照明技术、即基于半导体光源（例如发光二极管（LED））的光照提供对传统荧光、HID和白炽灯的可行替代方案。LED的功能优点和益处包括高能量转换和光学效率、耐久性、较低的操作成本和很多其它优点。在LED技术中的最近发展提供了在很多应用中实现各种照明效果的高效和鲁棒的全光谱照明源。

在很多情况中，以前位于天花板上的零售聚光照明器材被移动到陈列架。这种方法的一个优点是，可从短距离单独地光照产品。为了实施这种方法，提议在产品之上或集成在产品架本身中的陈列橱中安装基于LED的线性货架照明条。在被考虑的一种方法中，具有触敏控制的照明装置被用于提供具有调光功能的照明条。这种方法的一个缺点是，相同的调光水平被应用于在条中的所有LED。在被考虑的另一方法中，具有手势感测机构的货架区域照明装置可用于提供用于确定在照明装置中的哪些LED将被激活的单个交互点。类似地，台灯可配备有配置成激活在线性LED阵列中的选定LED的触敏表面。

常规方法的一个缺点是在目标区域之上产生均匀的照明。然而，在零售应用中，沿着陈列架的均匀光分布可能被消费者感知为乏味和无趣的。这对陈列奢华和时尚物品的陈列来说尤为如此。在陈列架上的物品之间常常有空的空间，且连同出售的物品一起光照这些空的空间毫无意义。为了最佳效果，高强度光应被引导到产品上，且没有光或低强度光应被引导到在产品之间的空的空间上。

因此，在本领域中需要允许用户针对任何给定产品陈列来定制照明分布的廉价、容易安装和容易使用的陈列品照明解决方案。换句话说，允许用户将聚光照明效果引导到在货架上的任何位置或区上并按需要调节对比度的量和在照明分布中的变化的陈列品照明系统是期望的。

发明内容

本公开针对用于照明控制的创新方法和装置。例如，本文公开的各种创新解决方案针对使用户能够针对实质上任何期望陈列配置来定制照明分布的廉价、容易安装和容易使用的照明组件。照明组件特征在于安装表面，其允许安装者用粘合条将组件附接到外部结构。照明组件还包括通过准直LED和光学元件例如透镜的组合来将聚光光照引导到任何期望位置的发光表面。照明组件特征还在于触敏表面，其通过给用户提供与组件的不同交互模式来允许用户对组件编程并以灵活的方式容易控制陈列品照明。例如，使用单个触摸命令，用户可以用手指或手写笔触摸触敏表面以控制光强度、确立光束的位置和光束宽度。可选地，用户可以用两个手指（例如在每只手上的一个手指）执行这些相同的控制行动以在促动在两个间隔开的位置处的触敏表面。而且，用户可随意在单手指触摸命令和两手指触摸命令之间交替；本发明的控制电路正确地解析这些行动，使得用户被提供有灵活和容易使用的照明装置。

通常，在一个方面中，本发明针对具有耦合到光学元件的主体构件的照明组件。主体构件配置成耦合到外部结构。光学元件配置成将光束引导到预定陈列区域。照明单元布置在主体构件中，并包括发光元件的阵列。发光元件的阵列中的一个或多个发光元件配置成朝着光学元件发射光束。触敏表面耦合到主体构件，触敏表面包括配置成响应于照明陈列触摸命令而提供至少一个照明控制信号的触摸传感器。照明陈列触摸命令由单位置触摸命令行动或两位置触摸命令行动实施。控制电路布置在主体构件中，控制电路耦合到照明单元和触敏表面。控制电路配置成根据照明陈列触摸命令将由单位置触摸命令行动或两位置触摸命令行动产生的至少一个照明控制信号解析为多个照明陈列行动之一。多个照明陈列行动包括从发光元件的阵列中的选定发光元件发射光束以在至少一个空间维度中确立光束的位置和光束的尺寸，以及控制从选定发光元件发射的光的强度。

主体构件可包括配置成将由组件产生的热能引导到外部结构内的散热层。

在一些实施例中，触敏表面包括配置成响应于模式控制触摸命令来提供电气模式控制信号的至少一个模式控制接口。控制电路配置成根据电气模式控制信号在预定操作模式中驱动照明陈列组件。

在一些实施例中，通过在第一触摸点位置处使用触觉构件触摸触敏表面并将触觉构件从第一触摸点位置滑动地移动到第二触摸点位置来执行单位置触摸命令行动。

在一些实施例中，两位置触摸命令行动包括在第一触摸点处使用第一触觉构件来触摸触敏表面和实质上同时在与第一触摸点分开的第二触摸点处使用第二触觉构件来触摸触敏表面。

在实施例的一些版本中，通过经由沿着触敏表面滑动地移动第一触觉构件和第二触觉构件中的任一个或两个以减小在第一触摸点和第二触摸点之间的距离，来执行减小所发射的光束的尺寸或减小所发射的光束的强度的两位置触摸命令行动。

在实施例的一些版本中，通过经由沿着触敏表面滑动第一触觉构件和第二触觉构件中的任一个或两个以增加在第一单触摸点和第二单触摸点之间的距离来执行增加所发射的光束的尺寸或增加所发射的光束的强度的两位置触摸命令行动。

在一些实施例中，照明陈列控制接口包括触摸传感器的二维矩阵。在实施例的一些版本中，在二维矩阵中的每个触摸传感器实质上对应于在发光元件的阵列中的发光元件之一。此外，在实施例的一些版本中，每个触摸传感器是电容触摸传感器。在实施例的一些版本中，每个触摸传感器是光学触摸传感器。

在实施例的一些版本中，照明组件包括耦合到控制电路并配置成将数据传输到外部设备或从外部设备接收数据的通信接口。通信接口可选自包括串行数据总线、无线通信接口和光学通信接口的一组通信接口。在实施例的一些版本中，外部设备是第二照明组件。

在实施例的一些版本中，主体构件具有包括在第一侧上的光学元件、在第二侧上的触敏表面和在第三侧上的安装表面的实质上三角形的横截面。

在一些实施例中，安装表面包括配置成将主体构件安装到外部结构的粘合元件。在实施例的一些版本中，粘合元件配置成将热能从主体构件传导到外部结构。

通常，在另一方面中，本发明涉及包括下列步骤的方法：提供包括发光元件的阵列和触敏表面的照明单元，触敏表面包括触摸传感器；从触摸传感器接收照明陈列触摸命令，照明陈列触摸命令由单位置触摸命令行动或两位置触摸命令行动实施；响应于执行照明陈列触摸命令而产生至少一个照明控制信号；根据照明陈列触摸命令将由单位置触摸命令行动或两位置触摸命令行动提供的至少一个照明控制信号解析为多个照明陈列行动之一，多个照明陈列行动包括从发光元件的阵列中的选定发光元件发射光束以在至少一个空间维度中确立光束的位置和光束的尺寸，并控制从选定发光元件发射的光的强度；以及从选定发光元件发射光束以根据照明陈列触摸命令执行照明陈列行动。

在实施例的一些版本中，该方法还包括下列步骤：从模式控制接口接收模式控制触摸命令；以及响应于接收到模式控制触摸命令而产生电气模式控制信号，使得发光元件的阵列在预定操作模式中操作。

在实施例的一些版本中，通过在第一触摸点位置处使用触觉构件触摸照明陈列控制接口并将触觉构件从第一触摸点位置滑动地移动到第二触摸点位置来执行单位置触摸命令行动。

在实施例的一些版本中，两位置触摸命令行动包括在第一触摸点处使用第一触觉构件来触摸触敏表面和实质上同时在与第一触摸点分开的第二触摸点处使用第二触觉构件来触摸照明陈列控制接口。

在实施例的一些版本中，通过经由沿着触敏表面滑动地移动第一触觉构件和第二触觉构件中的任一个或两个以减小在第一触摸点和第二触摸点之间的距离来执行减小所发射的光束的尺寸或减小所发射的光束的强度的两位置触摸命令行动。

在实施例的一些版本中，通过经由沿着触敏表面滑动第一触觉构件和第二触觉构件中的任一个或两个以增加在第一单触摸点和第二单触摸点之间的距离来执行增加所发射的光束的尺寸或增加所发射的光束的强度的两位置触摸命令行动。

在实施例的一些版本中，该方法还包括将数据传输到外部设备或从外部设备接收数据的步骤，数据包括照明陈列行动数据或操作模式数据。

如本文出于本公开目的而使用的，术语“LED”应被理解为包括任何电致发光二极管或能够响应于电信号而生成辐射的其他类型的基于载流子注入/结的系统。因此，术语LED包括但不限于响应于电流而发射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）、电致发光带等等。特别地，术语LED指所有类型的发光二极管（包括半导体和有机发光二极管），其可被配置成生成在红外光谱、紫外光谱和可见光谱各个部分（一般地包括从大约400纳米到大约700纳米的辐射波长）中的一个或多个中的辐射。LED的一些示例包括但不限于各种类型的红外LED、紫外LED、红色LED、蓝色LED、绿色LED、黄色LED、琥珀色LED、橙色LED和白色LED（下面进一步讨论）。还应该领会，LED可以被配置和/或控制以生成具有针对给定光谱（例如，窄带宽、宽带宽）的各种带宽（例如，半高全宽或FWHM）和在给定通用颜色类别内的各种主波长的辐射。

例如，被配置为生成基本上白色光的LED（例如，白色LED）的一种实施方式可以包括多个管芯，其分别发射不同的电致发光光谱，其组合地混合以形成基本上白色光。在另一种实施方式中，白光LED可以与磷光体材料相关联，该磷光体材料将具有第一光谱的电致发光转换为具有不同的第二光谱。在该实施方式的一个示例中，具有相对较短波长和窄带宽光谱的电致发光“泵浦”磷光体材料，其进而辐射具有更宽些光谱的更长波长辐射。

还应该理解，术语LED不限制LED的物理和/或电气封装类型。例如，如上所讨论的，LED可以指具有被配置成分别发射不同辐射光谱的多个管芯（例如，其可以或可以不单独可控）的单个发光设备。而且，LED可以与磷光体相关联，该磷光体被视为LED（例如，一些类型的白色LED）的集成部分。一般而言，术语LED可以指封装的LED、未封装的LED、表面安装的LED、板载芯片LED、T-封装安装LED、径向封装LED、功率封装LED、包括某种类型的包装和/或光学元件（例如，扩散透镜）的LED等等。

术语“发光元件”和“光源”在本文可互换地使用且应被理解为指各种辐射源中的任一个或多个，包括但不限于基于LED的源（包括如上面定义的一个或多个LED）、白炽源（例如灯丝灯、卤素灯）、荧光源、磷光源、高强度放电源（例如钠汽灯、汞汽灯和金属卤化物灯）、激光器、其它类型的电致发光源、放射线致发光源和冷光聚合物。

给定的光源可以被配置成生成可见光谱内、可见光谱外或两者组合的电磁辐射。因此，术语“光”和“辐射”在本文中可互换地使用。此外，光源可以包括作为集成部件的一个或多个滤光器（例如滤色器）、透镜或其他光学部件。而且，应当理解光源可以被配置用于各种应用，包括但不限于指示、显示和/或光照。“光照源”是特别地配置成生成具有充足强度的辐射以有效光照内部或外部空间的光源。在该上下文中，“充足强度”是指在空间或环境中生成的在可见光谱中的充足辐射功率（在辐射功率或“光通量”方面，通常采用单位“流明”来表示在所有方向上来自光源的总光输出）以提供环境光照（即，可以被间接感知并且可以例如在被完全或部分感知之前被反射离开各种居间表面中的一个或多个的光）。

术语“光谱”应当被理解成是指由一个或多个光源产生的辐射的任何一个或多个频率（或波长）。因此，术语“光谱”不仅指可见范围中的频率（或波长），还指红外、紫外和整个电磁光谱的其他区域中的频率（或波长）。而且，给定光谱可以具有相对较窄的带宽（例如具有基本上很少频率或波长成分的FWHM）或相对较宽的带宽（具有各种相对强度的若干频率或波长成分）。还应当领会，给定光谱可以是两个或更多其他光谱混合的结果（例如，混合分别从多个光源发射的辐射）。

为了本公开的目的，术语“颜色”与术语“光谱”可互换使用。然而，术语“颜色”一般地主要用来指由观察者可感知的辐射属性（尽管该使用并不旨在限制该术语的范围）。相应地，术语“不同颜色”隐含地指具有不同波长成分和/或带宽的多个光谱。还应当领会，术语“颜色”可以结合白色和非白色光两者使用。

术语“色温”在本文中一般地结合白光使用，尽管这种使用并不旨在限制该术语的范围。色温基本上是指白光的特定颜色内容或深浅（例如，泛红、泛蓝）。给定辐射样本的色温常规地根据辐射与所讨论的辐射样本基本上相同的光谱的黑体辐射器的开尔文温度（K）来表征。黑体辐射器色温一般地落在从大约700 度K（典型地视为对人眼第一可见的）到超过10000 度K的范围内；白光一般地被感知在1500-2000 度K以上的色温处。

较低的色温通常指示具有更明显的红色分量或“更暖的感觉”的白光，而较高的色温通常指示具有更明显的蓝色分量或“更冷的感觉”的白光。作为例子，火具有大约1800度K的色温，常规白炽灯泡具有大约2848度K的色温，早晨的日光具有大约3000度K的色温，以及阴天中午的天空具有大约10000度K的色温。在具有大约3000度K的色温的白光下观看的彩色图像具有相对泛红的色调，而在具有大约10000度K的色温的白光下观看的相同彩色图像具有相对泛蓝的色调。

术语“照明器材”在本文中用来指以特定形状因子、组装或封装的一个或多个照明单元的实施方式或布置。术语“照明单元”在本文中被用来指包括相同或不同类型的一个或多个光源的装置。给定的照明单元可以具有各种用于（多个）光源的安装布置、机壳/外壳布置和形状、和/或电气和机械连接配置中的任意一种。此外，给定的照明单元可以可选地与涉及（多个）光源的操作的各种其它部件（例如，控制电路）相关联（例如，包括、耦合到其和/或与其一起封装）。“基于LED的照明单元”指单独地或与其它非基于LED的光源结合地包括如上所讨论的一个或多个基于LED的光源的照明单元。“多通道”照明单元指包括被配置成分别生成不同辐射光谱的至少两个光源的基于LED或非基于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”在本文中一般地用于描述涉及一个或多个光源的操作的各种装置。控制器可以以许多方式（例如用专用硬件之类）来实施，以执行本文所讨论的各种功能。“处理器”是控制器的一个示例，其采用可以使用软件（例如微代码）编程以执行本文所讨论的各种功能的一个或多个微处理器。控制器可以用处理器或不用处理器来实施，并且也可以实施为执行一些功能的专用硬件和执行其他功能的处理器（例如，一个或多个编程的微处理器和相关联的电路）的组合。在本公开的各种实施例中可以采用的控制器部件的示例包括但不限于常规的微处理器、专用集成电路（ASIC）和现场可编程门阵列（FPGA）。

在各种实施方式中，处理器或控制器可以与一个或多个存储媒体(在本文中一般地被称为“存储器”，例如，易失性和非易失性计算机存储器，诸如RAM、PROM、EPROM以及EEPROM、软盘、压缩盘、光盘、磁带等)相关联。在一些实施方式中，存储媒体可以用一个或多个程序来编码，所述一个或多个程序当在一个或多个处理器和/或控制器上运行时，执行本文中所讨论的功能中的至少一些。各种存储媒体可以固定在处理器或控制器内或者可以是可运输的，使得存储在其上的一个或多个程序能够被加载到处理器或控制器中以便实施本文中所讨论的本发明的各个方面。术语“程序”或“计算机程序”在本文中以通用意义被用来指能够被用于对一个或多个处理器或控制器进行编程的任何类型的计算机代码(例如，软件或微代码)。

如在本文使用的术语“用户接口”指在人用户或操作员和一个或多个设备之间的、使能在用户和（多个）设备之间的通信的接口。可在本公开的各种实施方式中使用的用户接口的例子包括但不限于开关、电位计、按钮、转盘、滑块、鼠标、键盘、袖珍键盘、各种类型的游戏控制器（例如操纵杆）、轨迹球、显示屏、各种类型的图形用户接口（GUI）、触摸屏、麦克风和可接收某种形式的人产生的刺激并响应于其而产生信号的其它类型的传感器。

应领会，前述的概念与下文更详细地讨论的附加概念的所有组合(假如这样的概念并不相互矛盾)被预期作为本文中所公开的创新主题的一部分。特别地，在本公开结尾处出现的所要求保护的主题的所有组合被预期作为本文中所公开的创新主题的一部分。还应领会，也可能出现在通过引用并入的任何公开中的本文明确采用的术语应当被赋予与本文中所公开的特定概念最一致的意义。

附图说明

在附图中，相似的参考字符在全部的不同视图中通常指相同的部件。此外，附图并不一定按比例，相反施加强调图示本发明的原理。

图1是根据本发明的一个实施例的照明组件的图；

图2是在图1中描绘的照明组件的横截面图；

图3是图示在图2中描绘的照明组件的层的图；

图4是图示根据本发明的实施例的控制电路的示意图；

图5是根据本发明的实施例的触敏表面的平面图；

图6A-6E包括图示根据本发明的实施例的触敏表面的用户致动的图；

图7A-7B是图示根据本发明的实施例的由控制电路执行的触摸识别流程的图表；

图8是根据本发明的另一实施例的照明组件的图；

图9是根据本发明的又一实施例的照明组件的图；

图10是根据本发明的又一实施例的照明组件的图；以及

图11是根据本发明的实施例的控制照明陈列的方法的流程图。

具体实施方式

申请人认识和意识到，给零售工业提供允许用户针对实质上任何期望的陈列配置来定制照明分布和强度的廉价、容易安装和容易使用的照明解决方案将是有益的。

鉴于前述内容，本发明的各种实施例和实施方式针对照明组件，其包括允许安装者用粘合条将组件附接到外部结构的安装表面。照明组件还包括通过准直发光元件和光学元件例如透镜的组合来将聚光光照引导到任何期望位置的发光表面。照明组件特征还在于容易使用的触敏表面，其通过给用户提供与组件的不同交互模式来允许用户对照明组件编程并以灵活的方式来控制陈列品照明。

如在本文中体现和在图1中描绘的，公开了根据本发明的一个实施例的使用一个或多个LED作为发光元件的触敏条照明组件10的图。照明组件10包括以三个功能表面为特征的主体构件12：安装表面14、触敏表面16和发光表面18。安装表面14配置成将主体构件12安装到外部结构15，外部结构15可以是陈列架、机架、橱柜或各种其它结构。特别是，安装表面可包括使照明组件10变得相对容易安装到外表面的粘合元件（图3所示的元件144）。而且，安装表面14也可给组件提供热耗散功能。

触敏表面16提供用于控制照明效果的触摸输入。发光表面18将聚光光照引导到陈列品或货架的预定陈列区域17。定向聚光光照可由发光元件182（例如准直LED）和配置成在期望方向上引导所发射的光的光学元件（例如透镜）的组合实现。在本发明的另一实施例中，发光元件是配备有准直仪的LED并布置在给用户提供控制所发射的光的方向性的另一方式的旋转构件上。这两种方法都在本文被更详细地描述，但将认识到，向下引导准直光的其它光学装置也在本发明的范围内。

参考图2，公开了在图1中描绘的照明组件10的横截面图。在一个实施例中，触敏表面16布置在包括多层结构的照明单元11上，多层结构包括控制电子器件印刷电路板（PCB）160、散热层140和LED PCB 180。控制电子器件PCB除了别的以外还可包括触摸传感器电路、低功率驱动电路和控制电路。散热层140包括合并到安装表面14内并在相对于照明单元11的直角下延伸的一个部分，使得由LED PCB 180产生的热能被引导到外部结构内并被耗散。LED驱动电路和发光元件182布置在LED PCB 180上。由发光元件182发射的光由光学元件184引导到预定陈列区域17。因为LED PCB包括高功率驱动电路，AC/DC转换电路（例如二极管桥等）也可布置在LED PCB上。

在各种实施例中，照明单元11包括能够产生不同的颜色（例如具有不同的色温的红色、绿色和蓝色或白色光）的一个或多个LED以及用于独立地控制LED的输出以便产生各种颜色、色温和颜色改变照明效果的处理器，使用户能够控制在（多个）目标区域之上的组合光输出的颜色和/或色温，例如，如在通过引用并入本文的美国专利No. 6016038、6211626、7014336和7453217中详细讨论的那样。

参考图3，公开了图示在图2中描绘的照明单元11的各种层的详细图。再次，照明单元的多层PCB结构包括三个主要层。LED PCB 180是产生光和大部分热的层。发光元件182（在这个视图中未示出）安装在LED PCB 180的面向光学元件184的侧面上。LED驱动器电子器件106（在图3中未示出）可包括用于给发光元件182功能的高功率驱动器。本领域中的技术人员将认识到，驱动器电路可包括晶体管设备和用于在AC循环期间接通和断开AC功率信号以实现脉冲宽度调制（PWM）的其它元件（例如MOSFET、二端双向可控硅开关、三端双向可控硅开关等）。PWM占空比响应于控制输入而改变以调节由发光元件182发射的光的强度，例如，如在上面提到的美国专利No. 6016038和6211626中讨论的那样。

本领域中的技术人员将认识到，主体构件12可使用任何适当的手段耦合到AC电源。例如，主体构件12可配备有给安装者提供分别对火导体、中性导体和接地导体的连接点的火、中性和接地端子。替代地，照明组件10可配备有配置成插入AC插座内的AC电源插头。在又一替代的实施例中，照明组件10可配备有AC电源引线，AC电源引线可利用旋接连接器元件（例如接线帽）耦合到AC电源导体。而且，AC电源的火和中性导体可连接到在驱动电子器件中的一个或多个电路以向LED提供PWM电力。此外，AC电力一般耦合到二极管桥或某个其它电压调节器布置以将AC电力信号转换成适合于由控制电子器件PCB 160使用的整流后的DC电力信号。

可使用用于将由LED和高功率电子器件产生的热引导到外部结构内用于耗散的任何适当的导热材料（例如铜）来制造在照明单元11中的散热层140。LED PCB 180可由导热膏142耦合到散热层140。导热膏可以基于硅油，具有各种陶瓷添加剂。散热层140也可连接到电气地，并因此也用作防止LED PCB 180的干扰影响控制电子器件PCB 160的性能的电子屏蔽结构。在本发明的一个实施例中，散热层140的金属表面的部分可在发光室186内被暴露并被抛光以起光反射器的作用来提高LED效率。散热层140的传热表面提供相对粗糙的表面以优化传热。

触敏表面16布置在控制电子器件PCB 160上并包括布置在控制电子器件PCB的一个表面上的一个或多个触摸传感器162。在本发明的一个实施例中，控制电路100布置在如图3所示的控制电子器件PCB 160的相对侧上。过孔101可布置在照明单元11的多层结构中以将电力信号、控制信号和接地分配到各种电路元件。

返回参考发光表面18，光学元件184可配置成将所发射的光重定向到被光照的预定陈列区域17。这个光学元件184可由卡合机械安装布置连接到LED PCB 180，或它可经由粘合元件144附接到LED PCB 180。

参考图4，公开了图示根据本发明的一个实施例的控制电路100的示意图。控制电路100包括耦合到触摸传感器162（例如电容触摸传感器）的控制器102。控制器102配置成解析触摸传感器输入（由用户提供）并驱动LED驱动器电路106，使得在阵列（182-1…182-n）中的选定发光元件发射具有选定光束宽度和强度的光。在本发明的一个实施例中，另一传感器108可耦合到控制电路100。传感器108配置成检测在预定陈列区域17内的陈列物体的存在。控制器102配置成从传感器数据得到这些物体的空间坐标并确定要致动在阵列（182-1…182-n）中的哪些发光元件。传感器108可被实施为光学传感器或布置在陈列架上并配置成感测物体的重量或质量的第二触摸或压力传感器。在这个实施例中，用户可使用触摸传感器162来细调从传感器108得到的光发射。

根据实施例，控制电路（100）位于主体构件内并耦合到照明单元和触敏表面。控制电路接收由触摸传感器响应于来自用户的传感器输入（也被称为照明陈列命令行动）而产生的照明控制信号。控制电路然后将照明陈列命令行动解析为多个可能的照明陈列行动之一，这些行动可包括从发光元件的阵列的选定发光元件发射光束以在至少一个空间维度中确立光束的位置和光束的尺寸，以及控制从选定发光元件发射的光束的强度，连同很多其它可能性。

相关领域中的普通技术人员将认识到，可根据各种因素对本发明的控制器102做出修改和变化。在一个实施例中，控制器102可由8位精简指令集计算机（RISC）设备例如Atmega 1280或由至少是等同物的设备实施。RISC设备可包括例如128KB ISP闪存、8KB SRAM、4KB EEPROM、86通用I/O线、32通用工作寄存器、实时计数器、PWM、4 USART、串行接口、16通道10位A/D转换器和其它特征。当然，本发明不应被解释为限于这个布置。可使用任何适当的处理器或微控制器设备、专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列设备（FPGA）、模拟电路或所有上述设备的组合来实施控制器102。

在本发明的一个实施例中，触摸传感器162由电容元件的阵列实施，每个电容元件连接到控制器100的输入。在一个实施例中，电容元件包括耦合在控制器输入和传感器焊盘之间的适当取值的电阻器元件（例如10MΩ）。滤波器电路也可耦合到电阻器以提供噪声过滤。在一个实施例中，也可使用电容滤波器电路来实施噪声滤波器。当用户的手指或手写笔（即触觉元件）接近传感器元件时，传感器元件的电容改变。换句话说，控制器感测在那个位置处的电荷并将它解析为“触摸点”。如下所述，控制器监控触摸点（或多个触摸点）的运动并将它们解析为控制输入或命令。在另一实施例中，可光学地实施触摸传感器162。响应于来自用户的照明陈列触摸命令，触摸传感器产生可被发送到在照明组件中的另一部件例如控制电路100的照明控制信号。

在本发明的一个实施例中，LED驱动器电路106可由很多市场上可获得的LED驱动器例如TLC5940实施。这个设备驱动器通过串行外围接口总线104可控制，并提供具有PWM亮度控制的4096个水平的16个单独可调节的恒定电流宿通道。本领域中的那些技术人员将认识到，可根据陈列应用和电路和/或应用的复杂性来使用任何适当的驱动器电路。

控制电路100的通信接口110可包括任何适当的接口，包括无线接口、有线线路接口、光通信接口、RFID、NFC接口等。例如，通信接口可配置成将数据传输到外部设备和/或从外部设备接收数据。在本发明的一个实施例中，通信接口110可包括串行数据总线设备，其包括USB端口。USB端口允许控制电路100耦合到其它触敏LED组件以形成可通过触敏输入中的任一个来控制的较大系统。换句话说，可在组件之间共享触摸部位或触摸点，使得每个控制器可确定要激活哪些LED。

例如，照明组件10可包括在它的侧面之一上的电气端口以允许它连接到相邻的组件。在这个配置中，控制器102感测互连并配置成进入操作模式，由此，单元之一起主设备的作用而（多个）其它单元起（多个）从设备的作用。来自一个条的触摸输入可使用例如I2C总线由主设备从相邻条来读取。主设备然后确定哪些LED应被激活并通过通信总线将适当的命令发送到从设备。从设备的数量可由总线的速度限制；如果系统包括太多的从设备单元，则用户交互可看起来是迟钝的。为了克服此，触控板可由从设备连续地扫描，而结果变得对主设备可用。这确保总线不是对检测触摸输入的速度的限制。

参考图5，公开了根据本发明的实施例的触敏表面16的平面图。特别地，触敏表面16可包括经由触摸传感器162（图4）耦合到控制器102的触控板（T1 - T18）的二维矩阵113。在这个图中，低功率驱动电子器件也安装在控制电子器件PCB 160上。在一个实施例中，触控板（T1 - T18）的二维矩阵113位于表面的大部分之上，且触控板的数量直接对应于在LED PCB 180上的发光元件182的数量。如在本文所述的，照明单元11包括连接微控制器和低功率驱动电子器件与高功率驱动电子器件的过孔101。如上所述，触控板（T1 - T18）连接到控制器102的输入，使得控制器102可检测电荷（并且因而定位触摸点）；控制器软件追踪触摸点以分辨运动和输入命令。

在本发明的另一实施例中，可使用具有基础网格的较大的电容表面，而不是使用分立的传感器板。当触敏表面16相对大时，可使用这个实施例。

虽然没有在这个视图中示出，触敏表面16可包括通过元件（例如按钮）进行用户控制的模式控制接口164。例如，模式控制接口可布置在触控板（T1-T18）的二维矩阵113的任一侧上。这些触控板用于进入/离开配置或编辑模式。模式控制接口164可响应于来自用户的模式控制触摸命令来向控制电路提供电气模式控制信号。

在替代的实施例中，可使用单层PCB，由此，发光元件182和触摸传感器162放置在PCB的同一侧上，但在空间上间隔开。根据这个实施例，PCB可包括连接到LED的底座并且也用于冷却目的的接地平面。如以前一样，接地平面提供屏蔽，使得功率电子器件不干扰触摸感测。在这个实施例中，用户在触控板的位置处触摸PCB的相对侧，使得电容变化通过塑料和壳体被检测到。当然，在触摸传感器变得不敏感之前，有对PCB的厚度的限制。最大厚度取决于多个因素，例如被使用的材料和触控板的尺寸。在一个实施例中，当PCB厚度在大约3-4mm的数量级时，传感器在没有敏感度损失的情况下操作。然而，其它设计被显示为更敏感，使得厚度可以大至几厘米。

参考图6A-6E，公开了图示根据本发明的实施例的触敏表面的用户致动的图。在图6A中，触觉构件（TM）（即用户的手指）接合模式控制按钮164以接通或断开照明组件10。

在图6B中，通过使用触控板的一部分来调节LED的亮度。例如，板T1、T7和T13（图15）可用于选择多达三个光水平。替代地，板T1到T6可用于实现六（6）个强度水平。也可使用单个板，其中触摸的持续时间用作光强度水平的度量。在本发明中，控制交互由用户（例如店铺所有者）可编程。当系统最初被供能时，有一时间段，其中用户可确定哪些板用于设置亮度水平。如果例如用户在这个时间段期间触摸板T1到T6，则第一行（图5）将用作亮度控制。其它板然后被自动指定以设置光束宽度和光束高度。当用户确定亮度水平的准确度/粒度比光束宽度或高度的精确度更重要时，可用这种方式使用系统。在编程之后，用户可将指示器放置在这些触摸位置处以指示它们的功能。

在图6C中，通过在第一触摸点位置处用触觉构件（例如用户的手指）触摸触敏表面16并将触觉构件从第一触摸点位置滑动地移动到第二触摸点位置来执行改变光束宽度的单位置或单触摸点命令行动。如果LED接通并位于由触控板的路径描出的直线之外（不管是垂直地还是水平地），则它被去激活。这给用户提供用于调节光照在下面的货架上的物体的光效果的宽度和高度的简单方法。

在图6D中，借助于两位置触摸命令行动来实现光束宽度变化。简言之，在第一触摸点处使用第一触觉构件TM-1（例如手指或手写笔）触摸触敏表面16和同时在与第一触摸点分开的第二触摸点处使用第二触觉构件TM-2（例如第二手指）触摸触敏表面16来执行该命令（这个行动激活布置在这两个触摸点之间的所有LED）。如果LED接通并位于在第一触摸点和第二触摸点之间的直线之外（垂直地或水平地），则它被去激活。如果它在该线内，则它被激活或保持接通。这个流程允许用户以相对简单的方式调节光效果的宽度和高度。

为了增加所发射的光束的尺寸或增加所发射的光束的强度，通过沿着触敏表面16滑动第一触觉构件TM-1和第二触觉构件TM-2中的任一个或两个来增加在第一单触摸点和第二单触摸点之间的距离。两位置触摸命令行动也可用于通过经由沿着触敏表面16的表面滑动地移动第一触觉构件TM-1和第二触觉构件TM-2中的任一个或两个来减小在第一触摸点和第二触摸点之间的距离来减小所发射的光束的尺寸（或减小所发射的光束的强度）。

在图6E中，当用户使用特殊手势时，进入编辑或系统配置模式。特殊手势是具有难以意外执行的独特识别标志的手势。换句话说，通过使用特殊手势，店铺拜访者例如被防止意外进入该模式并改变陈列品照明效果。另一方面，独特或特殊手势的使用允许店铺所有者当他或她希望改变系统配置时进入配置模式。

在另一实施例中，可通过供替代的用户输入设备的使用来进入配置、编辑或交互模式。例如，专用开关或按钮可布置在隐藏的位置中。在另一实施例中，可使用RFID/NFC电话或标记卡来进入配置模式。相同的输入可用于终止配置模式。替代地，模式可被设计为超时，使得系统在预定义时间量流逝之后不识别配置模式输入。在该时间段流逝之后，系统模式切换回到正常操作模式。

当系统被关掉或待机时，LED的状态存储在控制器102的EEPROM中以确保当电力被恢复时照明效果被恢复。

参考图7A-7B，公开了根据本发明的实施例的由控制电路100执行的触摸识别流程的图表。在步骤701中，由于在特定的触控板（例如T1-T18）位置处的电荷水平中的变化，控制器102识别出触摸点存在。控制器进入活动状态，存储触摸点的位置（702），并开始针对额外的触摸点扫描触摸传感器162（703）。在每次扫描之后，控制器确定是否有对触摸点的位置变化。如果是，则控制器重新定位触摸点（706）。如果不，则定时器被置位。如果定时器流逝（705），则控制器继续扫描触摸传感器162。如果在同一位置检测到触摸，则认为触摸点的移动状态是不活动的。随后，控制器重新开始扫描阵列。在步骤710中，如果触摸点被检测到，则控制器确定它是单位置触摸命令（712）（即一个手指或一个手写笔被使用），还是两位置命令（714）（即两个手指被使用）。如果只有一个手指被使用，则控制器监控触摸点的移动以确定所请求的光束宽度或强度的大小（718、720、726和728）。如果两个手指被使用，则控制器监控点的大小，即在两个点位置（722、724）之间的区以确定所请求的光束宽度或强度的大小。

参考图8，公开了根据本发明的另一实施例的被实施为触敏LED条的照明组件10的概略描绘。照明组件具有带有安装表面14、散热层140、可移动下部分150和触敏表面16的T形横截面。发光元件182包括准直仪透镜，使得光学元件184是不要求的。LED PCB 180可调节地布置在一角度下，使得光可以可调节地向下指向预定陈列区域17。角度可机械地改变以使照明组件10适应于各种货架宽度和/或货架高度，使得LED PCB 180指向陈列品安装表面。换句话说，通过改变下构件150的角度，可改变发射光的方向。

图9是根据本发明的又一实施例的被实施为LED触敏条的照明组件10的图。当用户希望将照明组件10连接到陈列架的前边缘而不是到架的下侧，可使用这个实施例来代替图1的组件。相应地，这个实施例给用户提供有助于不同的安装布置的不同形状因子。

参考图10，公开了根据本发明的又一实施例的LED触敏条的图。在这个实施例中，LED PCB 180在枢轴转动点170处旋转地安装到照明单元11的一端。再次，发光元件182包括准直仪透镜，使得光学元件184是不要求的。这允许LED PCB 180在宽范围的角之上被手动地旋转，并因此给用户提供宽范围的陈列选项。

参考图11，公开了根据本发明的实施例的用于使用触敏传感器来控制阵列中的一个或多个发光元件的方法的流程图。在步骤210中，提供照明组件。照明组件可包括本文所述的或另外设想的实施例中的任意。例如，照明组件可包括以三个功能表面为特征的主体构件12：安装表面14、触敏表面16和发光表面18，发光表面包括照明元件（182）的阵列。触敏表面可包括一个或多个触摸传感器（162）。

在步骤220，照明单元从触摸传感器接收照明陈列触摸命令。根据实施例，用户触摸触敏表面以激活或触发触摸传感器。如上所述，用户可例如使用单位置触摸命令行动或两位置触摸命令行动来实现触摸命令。在步骤230，照明单元响应于从触摸传感器接收到照明陈列触摸命令而产生照明控制信号。一旦被产生，照明控制信号就可被发送到控制电路100。在步骤240中，控制电路将照明控制信号解析为多个可能的照明陈列行动或选项之一。例如，行动可包括从在发光元件的阵列内的选定发光元件发射光束以在至少一个空间维度中确立光束的位置和光束的尺寸，和/或控制从选定发光元件发射的光的强度，连同很多其它选项。在步骤250中，控制电路引导选定发光元件执行选定行动。例如，一个或多个发光元件可被接通或断开，或由发光元件发射的光的尺寸或强度可被调节，连同很多其它选项。

根据另一实施例，照明组件10还包括模式控制接口164。用户在步骤260中触摸模式控制接口，且照明单元在步骤270中产生电气模式控制信号以引导发光元件的阵列在预定操作模式中操作。预定操作模式可包括接通模式、断开模式、组件试运转模式、编程模式和编辑模式，连同很多其它模式。可使用单位置触摸命令行动或两位置触摸命令行动来控制模式控制接口，如下面更详细描述的那样。

根据该方法的另一实施例，照明组件10还包括耦合到控制电路100的通信接口110。通信接口可配置成在步骤280中将数据传输到外部设备和/或从外部设备接收数据。例如，数据可包括照明陈列行动数据或操作模式数据连同很多其它类型的数据。

虽然在本文描述和图示了几个创新实施例，本领域中的普通技术人员将容易设想用于执行功能和/或得到本文所述的结果和/或一个或多个优点的各种其它装置和/或结构，且每个这样的变形和/或修改被认为在本文所述的创新实施例的范围内。更一般地，本领域中的技术人员将容易认识到，本文所述的所有参数、尺寸、材料和配置注定是示例性的，以及实际参数、尺寸、材料和/或配置将取决于创新教导所用于的一个或多个特定的应用。本领域中的技术人员将认识到或能够使用仅仅例行实验来确定本文所述的特定的创新实施例的很多等同形式。因此应理解，前述实施例仅通过例子被提出，以及在所附权利要求及其等同形式的范围内，创新实施例可以以特别描述和所主张的方式之外的其它方式被实践。本公开的创新实施例针对本文所述的每个单独的特征、系统、物品、材料、套件和/或方法。此外，如果这样的特征、系统、物品、材料、套件和/或方法不相互不一致，两个或多个这样的特征、系统、物品、材料、套件和/或方法的任何组合被包括在本公开的创新范围内。

如在本文定义和使用的所有定义应被理解为支配字典定义、在通过引用被并入的文档中的定义和/或所定义的术语的普通含义。

如在本文在说明书中和在权利要求中使用的不定冠词“一”和“一个”，除非清楚地指示相反的情况，应被理解为意指“至少一个”。

如在本文在说明书中和在权利要求中使用的短语“和/或”应被理解为意指这样结合的元件、即在一些情况下联合地存在而在其它情况下分离性地存在的元件中的“任一个或两个”。使用“和/或”列出的多个元件应以相同的方式被解释，即这样结合的元件中的“一个或多个”。除了由“和/或”从句特别标识的元件之外的其它元件可以可选地存在，不管与特别标识出的那些元件有关还是无关。

如在本文在说明书中和在权利要求中使用的，关于一个或多个元件的列表的短语“至少一个”应被理解为意指从在元件的列表中的任一个或多个元件选择的至少一个元件，但不一定包括在元件的列表内特别列出的每个元件中的至少一个且不排除在元件的列表中的元件的任何组合。这个定义也允许除了在短语“至少一个”所指的元件的列表中特别标识出的元件以外的元件可以可选地存在，不管与特别标识出的那些元件有关还是无关。

也应理解，除非清楚地指示相反的情况，在包括多于一个步骤或行动的本文主张的任何方法中，方法的步骤或行动的顺序不一定限于方法的步骤或行动被列举的顺序。

此外，在权利要求中出现在括弧之间的参考数字（如果有的话）仅为了方便而被提供，且不应被解析为以任何方式限制权利要求。

在权利要求以及上面的说明书中，所有过渡短语例如“包括（comprising）”、“包括（including）”、“携带”、“具有”、“包含”、“涉及”、“保持”、“由…组成”等应被理解为开放的，即意指包括但不限于。只有过渡短语“由…构成”和“基本上由…构成”应分别是封闭或半封闭的过渡短语，如在美国专利局专利审查程序手册2111.03章中阐述的那样。

Claims (25)

1.一种照明组件（10），包括：

主体构件（12），其配置成耦合到外部结构（15）；

光学元件（184），其耦合到所述主体构件，所述光学元件配置成将光束引导到预定陈列区域（17）；

照明单元（11），其布置在所述主体构件中，所述照明单元包括发光元件（182）的阵列，发光元件的所述阵列中的一个或多个发光元件配置成朝着所述光学元件发射所述光束；

触敏表面（16），其耦合到所述主体构件，所述触敏表面包括配置成响应于用户的照明陈列触摸命令而提供至少一个照明控制信号的触摸传感器（162），所述照明陈列触摸命令由单位置触摸命令行动或两位置触摸命令行动实施；以及

控制电路（100），其布置在所述主体构件中，所述控制电路耦合到所述照明单元和所述触敏表面，所述控制电路配置成将由所述照明陈列命令行动产生的所述至少一个照明控制信号解析为多个照明陈列行动之一，所述多个照明陈列行动包括从发光元件的所述阵列中的选定发光元件发射所述光束以在至少一个空间维度中确立所述光束的位置和所述光束的尺寸，以及控制从所述选定发光元件发射的所述光束的强度。

2.如权利要求1所述的照明组件，其中所述触敏表面包括配置成响应于模式控制触摸命令来提供电气模式控制信号的至少一个模式控制接口（164），所述控制电路配置成根据所述电气模式控制信号在预定操作模式中驱动所述照明陈列组件。

3.如权利要求2所述的照明组件，其中所述预定操作模式选自包括接通模式、断开模式、组件试运行模式、编程模式或编辑模式的一组操作模式。

4.如权利要求1所述的照明组件，其中通过在第一触摸点位置处使用触觉构件触摸所述触敏表面并将所述触觉构件从所述第一触摸点位置滑动地移动到第二触摸点位置来执行所述单位置触摸命令行动。

5.如权利要求1所述的照明组件，其中所述两位置触摸命令行动包括在第一触摸点处使用第一触觉构件来触摸所述触敏表面和实质上同时在与所述第一触摸点分开的第二触摸点处使用第二触觉构件来触摸所述触敏表面。

6.如权利要求5所述的照明组件，其中通过经由沿着所述触敏表面滑动地移动所述第一触觉构件和所述第二触觉构件中的任一个或两个以减小在所述第一触摸点和所述第二触摸点之间的距离来执行减小所发射的光束的尺寸或减小所发射的光束的强度的所述两位置触摸命令行动。

7.如权利要求5所述的照明组件，其中通过经由沿着所述触敏表面滑动所述第一触觉构件和所述第二触觉构件中的任一个或两个以增加在所述第一单触摸点和所述第二单触摸点之间的距离来执行增加所发射的光束的尺寸或增加所发射的光束的强度的所述两位置触摸命令行动。

8.如权利要求1所述的照明组件，其中所述触敏表面包括触摸传感器的二维矩阵（113）。

9.如权利要求8所述的照明组件，其中在所述二维矩阵中的每个触摸传感器对应于在发光元件的所述阵列中的发光元件。

10.如权利要求8所述的照明组件，其中每个触摸传感器是电容触摸传感器。

11.如权利要求8所述的照明组件，其中每个触摸传感器是光学触摸传感器。

12.如权利要求1所述的照明组件，其中所述主体构件包括配置成将由所述组件产生的热能引导到所述外部结构内的散热层（140）。

13.如权利要求1所述的照明组件，还包括耦合到所述控制电路的通信接口（110），所述通信接口配置成将数据传输到外部设备或从所述外部设备接收数据。

14.如权利要求13所述的照明组件，其中所述通信接口选自包括串行数据总线、无线通信接口和光学通信接口的一组通信接口。

15.如权利要求13所述的照明组件，其中所述外部设备是至少一个如权利要求1所述的第二照明组件。

16.如权利要求1所述的照明组件，其中所述主体构件具有包括在第一侧上的光学元件、在第二侧上的触敏表面和在第三侧上的安装表面的实质上三角形的横截面。

17.如权利要求16所述的照明组件，其中所述安装表面包括配置成将所述主体构件安装到所述外部结构的粘合元件（144）。

18.如权利要求17所述的照明组件，其中所述粘合元件配置成将热能从所述主体构件传导到所述外部结构。

19.一种方法，包括：

提供包括发光元件的阵列和触敏表面的照明单元（210），所述触敏表面包括触摸传感器；

从所述触摸传感器接收照明陈列触摸命令（220），所述照明陈列触摸命令由单位置触摸命令行动或两位置触摸命令行动实施；

响应于所述照明陈列触摸命令而产生至少一个照明控制信号（230）；

将所述照明陈列触摸命令提供的所述至少一个照明控制信号解析为多个照明陈列行动之一（240），所述多个照明陈列行动包括从发光元件的所述阵列中的选定发光元件发射所述光束以在至少一个空间维度中确立所述光束的位置和所述光束的尺寸，并控制从所述选定发光元件发射的光的强度；以及

从所述选定发光元件发射所述光束以响应于所述照明陈列触摸命令执行照明陈列行动（250）。

20.如权利要求19所述的方法，其中所述照明单元还包括模式控制接口，且所述方法还包括下列步骤：

从所述至少一个模式控制接口接收模式控制触摸命令（260）；以及

响应于接收到所述模式控制触摸命令而产生至少一个电气模式控制信号，使得发光元件的所述阵列在预定操作模式中操作（270），其中所述预定操作模式选自包括接通模式、断开模式、组件试运行模式、编程模式和编辑模式的一组操作模式。

21.如权利要求19所述的方法，其中通过在第一触摸点位置处使用触觉构件触摸所述照明陈列控制接口并将所述触觉构件从所述第一触摸点位置滑动地移动到第二触摸点位置来执行所述单位置触摸命令行动。

22.如权利要求19所述的方法，其中每个所述两位置触摸命令行动包括在第一触摸点处使用第一触觉构件来触摸所述触敏表面和实质上同时在与所述第一触摸点分开的第二触摸点处使用第二触觉构件来触摸所述照明陈列控制接口。

23.如权利要求22所述的方法，其中通过经由沿着所述触敏表面滑动地移动所述第一触觉构件和所述第二触觉构件中的任一个或两个以减小在所述第一触摸点和所述第二触摸点之间的距离来执行减小所发射的光束的尺寸或减小所发射的光束的强度的所述两位置触摸命令行动。

24.如权利要求22所述的方法，其中通过经由沿着所述触敏表面滑动所述第一触觉构件和所述第二触觉构件中的任一个或两个以增加在所述第一单触摸点和所述第二单触摸点之间的距离来执行增加所发射的光束的尺寸或增加所发射的光束的强度的所述两位置触摸命令行动。

25.如权利要求19所述的方法，还包括将数据传输到外部设备或从所述外部设备接收数据（280），所述数据包括照明陈列行动数据或操作模式数据。