CN106163038A - 一种均匀照度的室内灯系统及其调光方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种均匀照度的室内灯系统及其调光方法；所述室内灯系统包括：多个灯具，所述灯具包括作为光源的灯，所述室内灯系统还包括：布设于室内的多个光传感器、以及与所述灯具和光传感器相电连接的控制装置；所述光传感器感测其所在区域的光强度并通过所述控制装置调节该区域内灯的亮度；本发明通过光传感器与控制装置电连接，实时根据光照强度的变化对灯具的亮度进行调整，实现被照射环境的均匀照度，同时还具有节约能源的作用。

Description

一种均匀照度的室内灯系统及其调光方法

技术领域

本发明涉及一种灯具，特别是一种均匀照度的室内灯系统及其调光方法。

背景技术

目前，市场上常见的LED灯具都是以设置好的光亮度点亮，并不能根据外部光环境进行自动调节。例如对于室内办公室灯具而言，灯具被安装好后，都会以恒定光亮度点亮。然而，白天室内的被照射面的光照并不均匀，靠近窗户的部分光源较充足，而远离窗户的部分可能会没有光照或光照较弱。显然，在这样的环境下，如果灯具都是采用同样的光亮度照明的话，就会产生电能的浪费，同时也会增加用户的负担。

因此，市场上急需一种可以根据外部光环境自动调节其光亮度的灯具，这样的智能产品也会受到广大群众的喜爱。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够根据室内的光照强度自动调节灯具的光亮度的均匀照度的室内灯系统及其调光方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种均匀照度的室内灯系统，包括：多个灯具，所述灯具包括作为光源的灯；所述室内灯系统还包括：布设于室内的多个光传感器、以及与所述灯和光传感器相电连接的控制装置；所述光传感器感测其所在区域的光强度并通过所述控制装置调节该区域内灯的亮度。

其中，所述控制装置为多个，每个所述控制装置至少与一个所述灯具相电连接。

其中，将所述灯具分为多组，每组设有一个所述光传感器，所述光传感器感测其所在区域的光强度，并通过所述控制装置调节所述光传感器所在组的灯的亮度。

其中，所述灯具还包括一用于放置所述灯的灯盘，所述光传感器设置在所述灯盘上。

其中，所述灯的周围还设有遮光部，所述光传感器设置在所述遮光部的外表面。

其中，所述控制装置包括：与电源相连接的变压整流电路、以及用于调节所述灯亮度的调光电路，所述调光电路分别与所述变压整流电路和所述光传感器相电连接，所述调光电路接收来自所述光传感器的电信号。

其中，所述灯为LED灯。

其中，所述光传感器包括：有源光传感器和无源光传感器。

一种均匀照度的室内灯系统的调光方法，包括以下步骤：

S1：所述光传感器感测其所在区域的光强度，并将所述光强度转换为电信号传送给与其电连接的控制装置；

S2：所述控制装置接收所述电信号，并根据所述电信号的大小，调节所述光传感器所在区域的灯的亮度。

其中，步骤S2中，所述控制装置根据所述电信号的大小调节所述灯具两端的电压值或电流值，以调节所述灯的亮度。

其中，所述控制装置设有一第一阈值，当其接收到所述光传感器的电信号小于所述第一阈值时，则控制与所述光传感器相所在区域内的灯以100％的亮度点亮；当其接收到所述光传感器的电信号大于所述第一阈值时，所述控制装置将所述电信号与所述第一阈值之间的差值作为控制所述灯亮度的依据，根据所述差值的大小，调节所述光传感器所在区域内的灯的亮度以0-100％的亮度之间的某个值点亮。

其中，所述控制装置按照所述差值的大小成反比例调节所述灯的亮度；即所述差值大，则该处的光照强度高，所述控制装置调节所述灯的亮度变小；所述差值小，则该处的光照强度低，所述控制装置调节所述灯具的亮度变大。

其中，所述控制装置设有一第二阈值，当其接收到所述光传感器的电信号大于所述第二阈值时，则其控制与所述光传感器相电连接的灯熄灭。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明通过光传感器感测其所在区域的光照强度，并通过控制装置的调节，实时根据光照强度的变化对灯具的亮度进行调整，实现被照射环境的均匀照度；

2、本发明在实现被照射环境的均匀光照的情况下，也达到了节约能源的作用，同时还可以延长灯具的使用寿命。

3、本发明结构简单，便于安装。

附图说明

图1为本发明实施例的均匀照度的室内灯系统的原理框图；

图2为本发明另一实施例的均匀照度的室内灯系统的原理框图；

图3为本发明实施例均匀照度的室内灯系统中的灯具剖视图；

图4为本发明实施例的控制电路结构图；

图5为本发明实施例一的均匀照度的室内灯系统在夜晚或光线较弱的环境下的示意图；

图6为本发明实施例一的均匀照度的室内灯系统在夜间或光照较弱的环境下的各灯具的光亮度示意图；

图7为本发明实施例一的均匀照度的室内灯系统在夜间或光照较弱的情况下的被照射面光照度分布图；

图8为本发明实施例二均匀照度的室内灯系统在光照不均的环境下的示意图；

图9为本发明实施例二均匀照度的室内灯系统在光照不均的情况下的各灯具光亮度示意图；

图10为本发明实施例二均匀照度的室内灯系统在光照不均的情况下的被照射面的光照度分布图；

图11为本发明实施例三均匀照度的室内灯系统的阵列结构图；

图12为本发明实施例三的光照强度分布图；

图13为本发明实施例三均匀照度的室内灯系统的部分控制装置结构框图

附图标记说明

L-灯具 S-光传感器

1-灯盘 2-灯

3-外壳 4-透光罩

C-控制装置

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。

如图1、图2所示，为本发明实施例的均匀照度的室内灯系统的原理框图，包括：多个灯具L(L1、L2…Lm)和布设于室内的多个光传感器S(S1、S2…Sn)，以及与所述灯具L和光传感器S相电连接的控制装置C，其中m和n表示灯具和光传感器的数量，一般的，m大于或等于n。所述控制装置C可以是如图1所示的一个也可以是如图2所示的多个，当所述控制装置C为1个时，所述控制装置C与所有的灯具L相电连接，当所述控制装置C为多个时，每个所述控制装置C至少与一个灯具L电连接，同理的，每个光传感器S也可以与一个或多个控制装置C相电连接，所述光传感器感测其所在区域的光强度并通过所述控制装置调节该区域内与所述光传感器相电连接的灯的亮度，从而使得室内的光照均匀。

如图2所示，所述灯具可以分为多组，所述的分组可以按照室内环境中外界光源的分布进行划分，如靠近窗户的灯具附近区域的光照强度要比室内里侧的灯具附近区域的光照强度强，因此，可以按照一定的比例，将所述灯具划分为多组，各组灯具可以分别设置一个光传感器感测该组区域的光照强度，并通过控制装置调节该组内灯具的亮度，其中，所述控制装置可以是一个，也可以是多个。优选的每组各设置一控制装置，与该组的光传感器相电连接以控制该组内灯具的亮度。也可以是一个控制装置与所有组的光传感器相电连接，以控制所有分组的灯具的亮度。

如图3所示，为本发明实施例中灯具的结构图，所述灯具L包括：灯盘1、安装在所述灯盘1上的灯2；所述灯可以是LED灯。当每个灯具设有一与其电连接的控制装置C时，所述控制装置C可以设置在所述灯盘1上或灯盘1内，与所述灯2电连接；同理，所述光传感器S也可以设置在所述灯盘1上或附近。优选的，所述光传感器设置的位置应该尽量避免灯2本身的光照射在其上。本实施例中，所述光传感器S可以设置在所述灯盘1上，如设置在所述灯盘1侧面的凹槽内以使所述灯2的光照不到所述光传感器S；所述灯盘1上还可以设有一遮光部，如外壳3，所述外壳3优选半透光或不透光材料，所述光传感器S可以设置在所述外壳3的外部，以避免灯照射在光传感器上，影响效果；另外，所述光传感器朝向所述灯具的一侧可以设置有一挡光壳，以避免灯光照射；所述外壳3上还可以设有一透光罩4，防止落入灰尘，所述透光罩4还可以具有散光功能，达到更好的照射效果。

如图4所示，本发明实施例中的控制装置的结构框图。所述控制装置包括：与电源相连接的变压整流电路、以及用于调节所述灯具亮度的调光电路，所述调光电路分别与所述变压整流电路和所述光传感器相电连接。当所述光传感器为有源光传感器时，所述变压整流电路还与所述光传感器相电连接，用于为其供电；所述变压整流电路将电源输出的交流信号变换为直流信号，并将所述直流信号传送给所述调光电路提供电源。在一优选的实施例中，所述控制装置可以包括多个调光电路分别与不同的灯具或不同组的灯具相电连接，以实现对不同光照区域内的灯具的不同亮度的调节，从而实现室内的均匀照度。

本实施例中所述均匀照度的室内灯系统的调光方法，包括以下步骤：

S1：所述光传感器感测其所在区域的光强度，并将所述光强度转换为电信号传送给所述控制装置；

S2：所述控制装置接收所述电信号，并根据所述电信号的大小，调节所述区域内灯具的亮度。

其中，步骤S2中，所述控制装置根据所述电信号的大小调节所述区域内灯具两端的电压值或电流值大小，以调节所述灯的亮度。

其中，所述控制装置设有一第一阈值，即所述调光电路设有第一阈值，当所述控制装置接收到所述光传感器的发送的电信号小于所述第一阈值时，则控制与所述光传感器相电连接的灯具以100％的亮度点亮；当外部环境较亮时，即所述光传感器测得其位置处的光强度信号即发送给所述控制装置的电信号大于所设定的第一阈值时，所述调光电路将所述电信号与所述第一阈值之间的差值作为控制所述灯亮度的依据，按照所述差值的大小，对所述灯具L的亮度以0-100％光亮度之间的某个值点亮，所述调光电路按照所述差值的大小成反比例调节所述灯具的亮度；即所述差值越大，则证明该处的光照强度越高，所述调光电路调节灯具的亮度就越低甚至是不亮；所述差值越小，则证明该处的光照强度越低，所述灯具的亮度就会越高，甚至光亮度达到100％。

其中，所述控制装置也可以设有一第二阈值，即所述调光电路设有一第二阈值，当其接收到所述光传感器的电信号大于所述第二阈值时，则其控制与所述光传感器相电连接的灯熄灭。

为了更加清楚的说明本发明的结构，针对上述描述，结合以下几个实施例进行进一步的描述。

如图5所示，本发明实施例一的一种均匀照度的室内灯系统在夜晚或光线较弱的环境下的示意图，本实施例中所述灯具与所述光传感器S是一一对应的关系，所述控制装置与所述光传感器以及所述灯具也是一一对应的关系，也就是每个光传感器与一个灯具电连接，每个控制装置与一个光传感器和一个灯具电连接相电连接；如图所示本实施例中以4个灯具为例；L1、L2、L3、L4分别代表四个灯具，S1、S2、S3、S4分别代表与所述灯具L1、灯具L2、灯具L3、灯具L4相电连接的光传感器，每个所述灯具都设有一与其相电连接的控制装置C，当本实施例中的均匀照度的室内灯系统处于夜晚或光较弱的环境下时，室内的照度全部由灯具L1、灯具L2、灯具L3和灯具L4来贡献。此时所述光传感器S1、S2、S3、S4监测其位置处的光照强度，由于光照强度较弱，此时光传感器S1、光传感器S2、光传感器S3、光传感器S4测得的光照强度低于所述调光电路设定的第一阈值，因此，如图6所示，所述控制装置控制所有的灯具L1、灯具L2、灯具L3、灯具L4以100％光亮度输出柱形图。如图7所示，本实施例在光线较弱或夜晚的环境下，所述灯具L1、灯具L2、灯具L3和灯具L4的照射区域为区域A，所述灯具在被照射面的实际光照度的分布曲线a与被照射面理想的光照度分布曲线b相接近，证实本发明在光线较弱或夜晚的情况下，在被照射面上的光照度分布均匀。

如图8所示，本发明实施例二的均匀照度的室内灯系统的在光照分布不均匀的情况下的示意图，本实施例中所述灯具与所述光传感器S是一一对应的关系，所述控制装置与所述光传感器以及所述灯具也是一一对应的关系，也就是每个光传感器与一个灯具电连接，每个控制装置与一个光传感器和一个灯具电连接相电连接；如图所示本实施例中以4个灯具为例；L1、L2、L3、L4分别代表四个灯具，S1、S2、S3、S4分别代表与所述灯具L1、灯具L2、灯具L3、灯具L4相电连接的光传感器；所述灯具L1、L2、L3、L4所在的位置光照强度不均匀，如图所示，离窗户较近的灯具L4处的光照强度较强，离窗户较远的灯具L1处的光照强度就比较弱；此时，与各灯具L1、灯具L2、灯具L3、灯具L4相电连接的光传感器S1、光传感器S2、光传感器S3、光传感器S4则监测各自所在位置的光强度，并将所述光强度信号传送给所述灯具L1、灯具L2、灯具L3、灯具L4的调光电路，所述调光电路将所述光照强度与所述阈值之间的差值作为控制灯具L1、L2、L3、L4的信号，按照所述差值的大小，对所述灯具L1、L2、L3、L4的亮度以0-100％光亮度之间的某个值点亮，即所述差值越大，则证明该处的光照强度越高，所述灯具L1、L2、L3、L4的亮度就越低甚至是不亮；所述差值越小，则证明该处的光照强度越低，所述灯具L1、L2、L3、L4的亮度就会越高，甚至光亮度达到100％。如图9所示，为本实施例中，灯具L1、L2、L3、L4的光亮度输出柱形图，如图所示，本实施例中，灯具L4处的光照强度最大，则经过调光电路的调节，其光亮度的输出最小，为0％；所述灯具L1处的光照强度最弱，则经过调光电路的调节，其光亮度的输出最大，为100％；同理，所述灯具L2、L3的光亮度分别为70％和30％。如图10所示为本实施例的光照度分布曲线，图中曲线a为本实施例中阳光在室内被照射面上的光照度分布曲线，曲线b为使用本发明实施例的实际光照度分布曲线，曲线c为理想条件下的照度分布曲线；而区域A为本发明实施例需要提供光照度的区域，从图中可以看出，本发明实施例在被照射面上的光照度分布曲线接近理想的照度分布曲线，实现了被照射面的均匀照度。

如图11所示，为本发明实施例三的均匀照度的室内灯系统的阵列结构图，本实施例中每个光传感器可与多个灯具相电连接，为了减少传感器的数量，根据所需的控制精度，本发明实施例采用如下阵列结构，如图，每个光传感器与4个灯具相电连接，即灯具L1.1、灯具L1.2、灯具L2.1、灯具L2.2与光传感器S1.1为一组；灯具L1.3、灯具L1.4、灯具L2.3、灯具L2.4与光传感器S1.3为一组；灯具L3.1、灯具L3.2、灯具L4.1、灯具L4.2与光传感器S3.1为一组；灯具L3.3、灯具L3.4、灯具L4.3、灯具L4.4与光传感器S3.3为一组；当整个室内的外部光分布不均匀时，所述光传感器S1.1、光传感器S1.3、光传感器S3.1和光传感器S3.3处接收到的光照强度不同，因此会对与其电连接的调光电路发送不同的光强度信号，所述调光电路根据内部程序的设置，对所述灯具的亮度进行补偿，控制其输出光亮度。如图12所示为本实施例的室内环境的光照分布图，从图中可以看出，在自然情况下，室内环境的光照强度分布并不均匀，而利用本实施例结构的室内光照度均匀性明显增加，光照强度分布在1000左右，验证了本实施例可实现均匀光照这一效果。如图13所示，以本实施例中的灯具L1.1、灯具L1.2、灯具L2.1、灯具L2.2以及与其相电连接的光传感器S1.1为例。图13中，每个所述灯具中电源都经变压整流电路将交流信号变为直流信号，而后将所述直流信号输出至调光电路提供电源；当所述光传感器S1.1为有源光传感器时.所述变压整流电路的输出也与所述光传感器S1.1相连接为其供电，所述灯具L1.1、灯具L1.2、灯具L2.1、灯具L2.2的调光电路接收并记录来自所述光传感器S1.1的光照强度信号，将所述光照强度信号与其设定好的阈值相比较，当所述光传感器S1.1测得其位置处的光照强度大于所设定的第一阈值，所述调光电路将所述光照强度与所述第一阈值之间的差值作为控制灯具的信号，按照所述差值的大小，对所述灯具的亮度以0-100％光亮度之间的某个值点亮，即所述差值越大，则证明该处的光照强度越高，所述灯具的亮度就越低甚至是不亮；所述差值越小，则证明该处的光照强度越低，所述灯具的亮度就会越高，甚至光亮度达到100％。其中，所述控制装置也可以设有一第二阈值，即所述调光电路也可以设有一第二阈值，当其接收到所述光传感器的电信号大于所述第二阈值时，则其控制与所述光传感器相电连接的灯熄灭。

综上所述，本发明通过光传感器测得其所在区域的光强度，并将所述光强度转换为电信号传送给与其电连接的控制装置，所述控制装置根据所述电信号的大小以及内部阈值的设置，对所述光传感器所在区域内的灯具进行亮度的调节，从而实现被照射面及照射环境的均匀照度；同时也大大减少了电能的浪费，节约了能源。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (13)

1.一种均匀照度的室内灯系统，包括：多个灯具，所述灯具包括作为光源的灯；其特征在于：所述室内灯系统还包括：布设于室内的多个光传感器、以及与所述灯和光传感器相电连接的控制装置；所述光传感器感测其所在区域的光强度并通过所述控制装置调节该区域内灯的亮度。

2.根据权利要求1所述的均匀照度的室内灯系统，其特征在于：所述控制装置为多个，每个所述控制装置至少与一个所述灯具相电连接。

3.根据权利要求1所述的均匀照度的室内灯系统，其特征在于：所述灯具分为多组，每组设有一个所述光传感器，所述光传感器感测其所在区域的光强度，并通过所述控制装置调节所述光传感器所在组的灯的亮度。

4.根据权利要求1所述的均匀照度的室内灯系统，其特征在于：所述灯具还包括一用于放置所述灯的灯盘，所述光传感器设置在所述灯盘上。

5.根据权利要求1所述的均匀照度的室内灯系统，其特征在于：所述灯的周围还设有遮光部，所述光传感器设置在所述遮光部的外表面。

6.根据权利要求1所述的均匀照度的室内灯系统，其特征在于：所述控制装置包括：与电源相连接的变压整流电路、以及用于调节所述灯亮度的调光电路，所述调光电路分别与所述变压整流电路和所述光传感器相电连接，所述调光电路接收来自所述光传感器的电信号。

7.根据权利要求1所述的均匀照度的室内灯系统，其特征在于：所述灯为LED灯。

8.根据权利要求1所述的均匀照度的室内灯系统，其特征在于：所述光传感器包括：有源光传感器和无源光传感器。

9.一种基于如权利要求1-8中任意一项所述的均匀照度的室内灯系统的调光方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：所述光传感器感测其所在区域的光强度，并将所述光强度转换为电信号传送给与其电连接的控制装置；

S2：所述控制装置接收所述电信号，并根据所述电信号的大小，调节所述光传感器所在区域的灯的亮度。

10.根据权利要求9所述的调光方法，其特征在于：步骤S2中，所述控制装置根据所述电信号的大小调节所述灯具两端的电压值或电流值，以调节所述灯的亮度。

11.根据权利要求9所述的调光方法，其特征在于：所述控制装置设有一第一阈值，当其接收到所述光传感器的电信号小于所述第一阈值时，则控制与所述光传感器相所在区域内的灯以100％的亮度点亮；当其接收到所述光传感器的电信号大于所述第一阈值时，所述控制装置将所述电信号与所述第一阈值之间的差值作为控制所述灯亮度的依据，根据所述差值的大小，调节所述光传感器所在区域内的灯的亮度以0-100％的亮度之间的某个值点亮。

12.根据权利要求11所述的调光方法，其特征在于：所述控制装置按照所述差值的大小成反比例调节所述灯的亮度；即所述差值大，则该处的光照强度高，所述控制装置调节所述灯的亮度变小；所述差值小，则该处的光照强度低，所述控制装置调节所述灯具的亮度变大。

13.根据权利要求9所述的调光方法，其特征在于：所述控制装置设有一第二阈值，当其接收到所述光传感器的电信号大于所述第二阈值时，则其控制与所述光传感器相电连接的灯熄灭。