CN1951157B - 具有用于光控制的用户接口的照明器件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种照明系统(1)，其具有用于控制照明单元(2)的照明颜色和/或强度的用户接口(3)，从而确定房间中的照明条件。用户接口(3)基于包括检测器件(4)和发射机应答器(6)的系统。将发射机应答器(6)放在检测器件(4)内，使得它们将检测，使得发射机应答器(6)发送响应信号，该信号控制照明单元(2)的照明颜色和/或强度。每个发射机应答器(6)被编程以控制特定颜色或特殊光强。

Description

具有用于光控制的用户接口的照明器件
技术领域
本发明涉及一种包括照明单元和接口的照明器件，所述接口用于控制照明单元的照明颜色和/或强度。
本发明还涉及一种用于控制照明器件的用户接口、由这种用户接口控制的照明单元和处理单元的组件、以及控制照明器件的方法。
背景技术
当前的光源主要只包含一个照明颜色，并且这些光源可以通过导通或关断它们或者通过减低亮度来控制。在不久的将来，能够产生有色光的全部光谱的光源将是很普遍的，而且在每个家庭中也是这样。这种光源将能够产生几乎任何颜色和气氛，这取决于将要点亮的房间或地点。
结果是，这种光源的控制将变得更复杂，因为除了光强度或亮度之外，颜色方面也必须受到控制。由于照明颜色的变化对很多人将是新的，因此这种控制单元容易使用是非常重要的。
现有技术的缺点是：它不能提供一种控制具有宽光谱的光源的容易方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以利用容易和直觉的方式进行控制的照明器件。
根据本发明，这个目的是通过一种照明器件来实现的，该照明器件包括照明单元和用于控制照明单元的照明颜色和/或强度的用户接口，所述用户接口具有多个发射机应答器和用于检测该发射机应答器的检测器件，每个发射机应答器设置成控制特定照明颜色和/或强度，并处于与所述发射机应答器未被检测器件检测到的状态相对应的第一位置，以及与所述发射机应答器被检测器件检测到并发送响应信号的状态相对应的第二位置，所述响应信号控制照明单元的照明颜色和/或强度。
根据本发明，这个目的还通过一种用于控制照明单元的用户接口来实现，该用户接口具有多个发射机应答器、设有检测器件的容器，每个发射机应答器设置成控制照明单元的特定照明颜色和/或强度，并处于与所述发射机应答器是无源的，即未被检测器件检测到的状态相对应的容器外部的第一位置以及与所述发射机应答器是有源的，即被检测器件检测到并发送响应信号的状态相对应的容器内部的第二位置，所述响应信号控制照明单元的照明颜色和/或强度。
根据本发明，这个目的还通过一种照明单元和处理单元的组件来实现，其特征在于所述处理单元设置成接收由本发明的用户接口传输的响应信号，并将这个响应信号转换成用于照明单元的输入值。
根据本发明，这个目的还通过一种通过用户接口来控制照明器件的照明颜色和/或强度的方法来实现，所述用户接口具有多个发射机应答器、设有检测器件的容器，每个发射机应答器设置成控制照明单元的特定照明颜色和/或强度，通过改变发射机应答器从与所述发射机应答器是无源的，即未被检测器件检测到的状态相对应的容器外部的第一位置移动到与所述发射机应答器是有源的，即被检测器件检测到并发送响应信号的状态相对应的容器内部的第二位置，所述响应信号控制照明单元的照明颜色和/或强度。
本发明基于以下认识：通过相对于用于这些物体的检测器件移动有形物体——这里称为发射机应答器，用户会非常容易地改变光源的颜色或强度，尤其是如果每个发射机应答器对应特定的颜色。例如，如果用户想要改变某个颜色的强度，则他只需做一件事情，即根据从一个位置到另一个位置的颜色改变发射机应答器。发射机应答器的这个移动将引起发射机应答器改变其响应信号，并且这个响应信号是用于改变照明颜色的手段。
在优选实施例中，将要控制的特定照明颜色包括基色红、绿和蓝。
在1931-CIE-色度图中，这些基色将形成三角形，并且可以通过调节三种相关基本光源的强度的比例而产生这个三角形中的所有颜色。特别是，这能选择白光的色温的宽范围，从冷光——如卤素型灯的光——到暖光——如常规灯泡的光。
这可适用于所有种类的光源。例子有白炽灯、照明二极管(LED)；但是本发明不限于这些例子。
另一实施例的特征在于：照明颜色的强度与设置成用于控制所述颜色并处于第二位置的发射机应答器的数量成正比。
本实施例的设置对实现照明器件的知觉控制是非常有利的。越多的发射机应答器放在它们的第二位置上，产生的特殊颜色的光输出越多。发射机应答器的数量之间的关系例如可以线性选择，即，功率线性地与发射机应答器的数量成正比。另一选择方案是产生在处于第二位置的发射机应答器的数量和馈送给照明单元的功率之间的指数关系；这更好地保证了人眼的感觉方面。
在另一优选实施例中，发射机应答器是RFID标签，每个RFID标签包括识别数字，并且检测器件包括天线，所述天线设置成在工作时发送将由RFID标签接收的电磁信号，响应信号包括RFID标签的识别数字。
优选选择射频识别标签(RFID标签)用于发射机应答器。这些标签一般被公知和广泛地被使用例如在用于商店的安全系统中，以便防止偷窃。这种RFID标签在从其第一位置——没有被检测器件检测到它的位置——取出到第二位置——通过检测器件检测到它的位置——时将作为响应信号发送其识别数字或ID数字。这个ID数字可以例如通过查询表利用专用方式耦合到颜色或强度的变化上。
还可以耦合发射机应答器的ID数字以便利用颜色中和方式使其与已经被调节的颜色成比例地改变光强。此外，还可以使用‘白色’RFID标签，其通过给照明单元添加一定量的白光来改变强度；在大多数情况下，这将改变光的颜色。为了适合于调节这种照明器件，可以将它们控制的各个颜色提供给发射机应答器。因此，例如，这种系统可包括红、绿和蓝发射机应答器，用于调节基色和白色发射机应答器，从而通过添加白光而影响颜色设置。
这种照明器件的例子的特征在于：检测器件结合在碗状容器中，并且发射机应答器结合在有形物体中，当发射机应答器处于碗状容器外部时它处于其第一位置，当它处于碗状容器内部时其处于第二位置上。
在本例中，发射机应答器可以是可放在碗上的弹子(marble)，并且该碗中的所有发射机应答器确定对应照明单元的颜色和强度。这种碗可放在桌子上，正如果盘一样，并且可以是家庭内部的装饰物体。
另一例子的特征在于：发射机应答器各设有开关元件并结合在有形物体中，所述有形物体至少具有第一侧和第二侧，当第一侧向上时开关关断，当第二侧向上时开关导通，当有形物体设置成其第一侧向上时发射机应答器处于其第一位置，当有形物体设置成其第二侧向上时，发射机应答器处于其第二位置。
在本例中，通过将它们上下颠倒而将发射机应答器从它们的第一位置转移到第二位置。这意味着：在碗状容器的情况下，所有发射机应答器在任何时候都可处于这个碗中，并且通过指向上的一侧确定发射机应答器是否是有源的。
利用相同方式，检测器件可以例如结合在桌子的边缘或表面上，由此提供照明器件，为此所有的发射机应答器恰好是位于检测器件的区域内的桌子上的物体，并且通过上下旋转发射机应答器来控制照明单元(或不旋转)。
照明器件另外的特征在于：照明器件还包括用于将来自检测器件的响应信号转换成用于照明单元的输入值的处理单元。
位于其第二位置上的每个发射机应答器发送响应信号，该响应信号将被翻译成用于驱动照明单元所需的信息。这个翻译可以很容易地由处理单元例如个人计算机来执行。举例来说，该翻译可以从查询表获得，提供从大量发射机应答器到相应照明颜色的一系列响应信号和/或照明单元的强度之间的关系。
本发明还涉及用于控制这种照明器件的照明单元的用户接口、照明单元和由这种用户接口控制的处理单元的组件以及控制这个照明单元的方法。
本发明的这些和其它方案将从下面参照附图和下述实施例的非限制性例子明显看出和解释。
附图说明
在附图中：
图1是根据本发明的照明器件的示意图；
图2A-2E是根据本发明的第一实施例；
图3是第一实施例的变形例；
图4是根据本发明的第二实施例；
图5是第二实施例的变形例。
具体实施方式
图1提供根据本发明的照明器件1的不同部件的示意概括图。照明器件1包括照明单元2和用户接口3。在用户接口3中，可以区别以下元件：检测器件4，例如天线，和发射机应答器6。
在本例中，检测器件4结合在碗5中。当在本例中发射机应答器6位于碗的外部时，认为它们是无源的，即，它们没有被检测器件4检测到，而在碗内部时它们是有源的，即，它们被检测到并且发射机应答器往回发送响应信号。这个响应信号被转换成适合于驱动电路8的信号，以便驱动光源7。从响应信号到选择照明单元2的颜色和/或强度的这个转换是通过处理单元9来执行的，例如，处理单元9是个人计算机，它可以是分离的装置，也可以集成在用户接口3中或照明单元2中。
用户接口3可以看作是用于室内照明的遥控器。将来自响应信号的信息发送给处理单元9，并且将被转换的数据发送给驱动电路8。这个信息转换可以经过分离单元的物理互连，但是也可以通过信息的无线传输来实施。
光源7可以是不同颜色的LED或替换光源如常规灯。
现在杂子两个例子的基础上介绍本发明，但是不限于这些例子。
图2A-2E中示出了第一实施例的用户接口3。这个用户接口3具有碗状容器5和大量发射机应答器6。碗状容器5可以是碗，例如可以是在桌子上的具有装饰值的果盘，而且是适合于包含发射机应答器6的任何形状。碗状容器5设有检测器件4；这可以是结合在碗状容器5的边缘上的线圈或天线。这个检测器件4必须设有电源和用于读取来自发射机应答器6的信息的装置。RFID标签——用于射频识别的RFID台——可以选择为发射机应答器6。这些RFID标签包括可以编程使其包含ID数字的IC。检测器件4包括发送电磁信号的天线。这个电磁信号由RFID标签接收，该RFID标签使用来自这个信号的能量用于他们的电源，并且RFID标签以在所述RFID标签中被编程的识别信号往回发送响应信号。
这个信息发送给处理单元9，其中它被转换成用于照明单元2的输入信号。这个处理单元9将这个响应信号翻译成合适的参数，从而驱动照明器件2。如果照明器件2是LED系统，这些参数可以是具有LED的某个光输出所需的电流，或者在大量LED的情况下，这些参数可以确定哪个LED导通，哪个LED截止。
在图2A中，照明单元2处于截止状态，所有发射机应答器都处于碗状容器5的外部，这被称为它们的第一或无源位置。在本例中，发射机应答器6被包含在弹子形状的有形物体中，以下将这个弹子形状的有形物体称为弹子，其着色以便对应弹子对照明的所希望的颜色所做的贡献。例如，如果照明单元包括红、绿和蓝LED，则弹子也是红、绿和蓝色的。在图2B和2C中，照明单元将只发射对应处于其有源位置上的发射机应答器的一种颜色的光。
给碗状容器5添加多个发射机应答器6将导致如图2D和2E所示的颜色混合。光的强度可以通过添加多个相同颜色的弹子来控制。可以选择以便与是有源的相应颜色的弹子数量线性地增加LED上的功率。
人眼的灵敏度表示对数行为，即，如果照明光源的功率呈指数地增加，眼睛感觉到强度的线性增加。为此，可以对处理单元9进行编程，使得给碗状容器5添加弹子使强度呈指数地增加。
当碗状容器5包括为提供所希望的照明颜色而选择的大量弹子时，必须增加强度，则必须按照与碗状容器5中存在的相同比例增加弹子，以便保持照明颜色相同。由于用于增加光强的可行的替换方式，可以使用专用光强弹子。对于这些弹子，对处理单元9进行编程，以便根据已经是有源的不同颜色弹子的比例来增加光强。因此，这些专用光强弹子不改变照明颜色。
光强还可以通过不同尺寸的弹子来控制，弹子越大，光强越高。
此外，还可以使用具有混合颜色的弹子，例如，将同时驱动蓝色和红色LED的紫色弹子。
被选择为无源的弹子可以放在分开的盒子中或者恰好放在碗状容器内部。作为替换方式，如图3所示，碗状容器5可与沟槽10一起使用，所述沟槽10位于由检测器件4包围的区域的外部，在那里可以放置无源弹子。
图4表示本发明的第二实施例。在本例中，发射机应答器6结合在立方体物体11中，该立方体物体11放在表面15例如桌子上。检测器件4可以结合在桌子顶部的边缘或者桌子顶部的某个区域中。此外，发射机应答器6各设有用于使发射机应答器6从无源变为有源的开关元件14。例如，这个开关元件14可以是重力开关，当立方体物体处于其第一位置时，开关元件14是打开的——截止或处于无源位置，当立方体物体上下颠倒处于其第二位置时，开关元件14是闭合的——导通或处于有源位置，这种类型的发射机应答器6的主要部分可以在立方体物体的内部识别；具有编程信息的IC 12，例如ID数字，用于接收和返回信号的天线13、以及开关元件14。
在本实施例中，立方体物体11可以是有色的，以便对应被控制的光源的颜色。为了检测立方体物体处于有源和无源位置，当立方体物体处于无源时指向上的一侧可以设有恰好合适颜色的指示，例如具有有色斑点的黑色，而当有源时指向上的一侧是全带色的。在图4中，左侧的立方体物体11是有源的，而中心和右侧的立方体物体11是无源的。控制照明颜色和强度的方式与第一实施例相同，在发射机应答器从它们的第一位置传送到其第二位置的方式上发现有差别：在第一实施例中是通过将弹子放在碗状容器4中的方式；在第二实施例中是通过上下旋转立方体物体11的方式。
图5中示出了重力开关的替换方式。这里立方体物体11设有腔室16。在这个腔室16中设置发射机应答器6，并且它可以在腔室16中移动。此外，腔室16设有覆盖腔室一半的金属屏蔽17。在图5中的左侧立方体物体中，当立方体物体11处于其第二——有源——位置时，屏蔽17覆盖腔室16的上半部；在立方体物体11的这个取向上，发射机应答器6将被检测器件4检测到。当立方体物体11上下颠倒时，正如图5的中心和右侧立方体物体那样，屏蔽17将覆盖腔室的下半部，发射机应答器6将下降，并且将切断从RFID标签的通信，因而RFID标签不将被检测器件4检测到，即，是无源的。
这里，使用立方体物体不限制本例，包括发射机应答器6的有形物体可具有不同形状，例如，平盘或圆筒。
此外，这两个实施例可以组合，例如，如果发射机应答器6设有开关元件14，还可以用在碗状容器5中。在这种情况下，发射机应答器6保持处于碗状容器5中，并通过上下颠倒它们而将它们的第一位置传送到它们的第二位置。
将表面15分成大量子区，每个子区设有检测器件4，可以使用表面15作为必须控制光源的房间的地图。立方体物体11在表面15上的相对位置确定检测器件4检测到所述立方体物体11的存在，因此可以使用它们表示控制照明单元的房间的特殊部分。
总之，本发明涉及具有用户接口3的照明系统1，所述用户接口3用于控制照明单元2的照明颜色和/或强度，从而确定房间中的照明条件。用户接口3基于包括检测器件4和发射机应答器6的系统。将发射机应答器6放在检测器件4内，使得它们将被检测到，这使发射机应答器6发送响应信号，该信号控制照明单元2的照明颜色和/或强度。对每个发射机应答器6进行编程，以便控制特定颜色或特殊光强。

Claims (18)

1.一种照明器件(1)，包括照明单元(2)和用于控制照明单元(2)的照明颜色和/或强度的用户接口(3)，所述用户接口具有多个发射机应答器(6)、设有用于检测该发射机应答器(6)的检测器件(4)的容器(5)，每个发射机应答器(6)设置成控制特定照明颜色和/或强度，并处于与所述发射机应答器(6)是无源的，即未被检测器件(4)检测到的状态相对应的容器(5)外部的第一位置，以及与所述发射机应答器(6)是有源的，即被检测器件(4)检测到并发送响应信号的状态相对应的容器(5)内部的第二位置，所述响应信号控制照明单元(2)的照明颜色和/或强度。
2.根据权利要求1所述的照明器件(1)，其特征在于将要被控制的特定照明颜色包括基色红、绿和蓝。
3.根据权利要求1或2所述的照明器件(1)，其特征在于照明单元(2)包括LED(7)。
4.根据权利要求1或2所述的照明器件(1)，其特征在于照明颜色的强度与设置成用于控制所述颜色并处于第二位置的发射机应答器(6)的数量成正比。
5.根据权利要求1或2所述的照明器件(1)，其特征在于发射机应答器(6)是RFID标签，每个RFID标签包括识别数字。
6.根据权利要求5所述的照明器件(1)，其特征在于检测器件(4)包括天线，所述天线设置成在工作时发送将由RFID标签接收的电磁信号，该响应信号包括RFID标签的识别数字。
7.根据权利要求1或2所述的照明器件(1)，其特征在于检测器件(4)结合在碗状容器(5)中，并且发射机应答器(6)结合在有形物体中，当发射机应答器处于碗状容器(5)外部时它处于其第一位置，当它处于碗状容器(5)内部时处于其第二位置上。
8.根据权利要求7所述的照明器件(1)，其特征在于每个有形物体具有与它被设置以便控制的照明颜色相对应的颜色。
9.根据权利要求7所述的照明器件(1)，其特征在于有形物体具有弹子的形状。
10.根据权利要求1或2所述的照明器件(1)，其特征在于发射机应答器(6)各设有开关元件(14)并结合在具有至少第一侧和第二侧的有形物体中，当第一侧向上时该开关关断，当第二侧向上时该开关导通，当有形物体设置成其第一侧向上时发射机应答器(6)处于其第一位置，当有形物体设置成其第二侧向上时，发射机应答器(6)处于其第二位置。
11.根据权利要求10所述的照明器件(1)，其特征在于每个有形物体的第二侧被着色，以便对应它控制的照明颜色，每个有形物体的第一侧承载所述颜色的指示。
12.根据权利要求10所述的照明器件(1)，其特征在于检测器件(4)结合在碗状容器(5)中，并且具有盘状有形物体的形状的发射机应答器(6)设置在所述碗状容器(5)中。
13.根据权利要求10所述的照明器件(1)，其特征在于检测器件(4)包围表面(15)，并且具有立方体状有形物体(11)的形状的发射机应答器(6)设置在所述表面(15)上。
14.根据权利要求13所述的照明器件(1)，其特征在于该表面(15)是桌子表面。
15.根据权利要求1或2所述的照明器件(1)，其特征在于该照明器件(1)还包括用于将来自检测器件(4)的响应信号转换成用于照明单元(2)的输入值的处理单元(9)。
16.一种用于控制照明单元(2)的用户接口(3)，具有多个发射机应答器(6)、设有检测器件(4)的容器(5)，每个发射机应答器(6)设置成控制照明单元(2)的特定照明颜色和/或强度，并处于与所述发射机应答器(6)是无源的，即未被检测器件(4)检测到的状态相对应的容器(5)外部的第一位置，以及与所述发射机应答器(6)是有源的，即被检测器件(4)检测到并发送响应信号的状态相对应的容器(5)内部的第二位置，所述响应信号控制照明单元(2)的照明颜色和/或强度。
17.一种照明单元(2)和处理单元(9)的组件，其特征在于所述处理单元(9)设置成接收由权利要求15的用户接口(3)传输的响应信号，并将这个响应信号转换成用于照明单元(2)的输入值。
18.一种通过用户接口(3)来控制照明器件(1)的照明颜色和/或强度的方法，所述用户接口(3)具有多个发射机应答器(6)、设有检测器件(4)的容器(5)，每个发射机应答器(6)设置成控制照明单元(2)的特定照明颜色和/或强度，通过改变发射机应答器(6)从与所述发射机应答器(6)是无源的，即未被检测器件(4)检测到的状态相对应的容器(5)外部的第一位置移动到与所述发射机应答器(6)是有源的，即被检测器件(4)检测到并发送响应信号的状态相对应的容器(5)内部的第二位置，所述响应信号控制照明单元(2)的照明颜色和/或强度。
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