TWI487430B

TWI487430B - 光源

Info

Publication number: TWI487430B
Application number: TW098100948A
Authority: TW
Inventors: 德芬吉爾特威廉凡; 彼得迪克樂; 卡里尼斯喬賈金賈林克; 保羅史翠佛
Original assignee: 皇家飛利浦電子股份有限公司
Priority date: 2008-01-15
Filing date: 2009-01-12
Publication date: 2015-06-01
Also published as: US20100277079A1; CN101911835A; RU2010133958A; TW200936936A; KR20100116615A; US8442691B2; US9173276B2; RU2514851C2; EP2236009A1; JP2011510435A; JP5602024B2; CN101911835B; WO2009090601A1; US20130234603A1

Description

光源

本發明係關於一光源，其具有複數個光元件及用於控制該複數個光元件之一控制系統。

一習知光源係示意性顯示於圖1中。其具有複數個光元件，例如RGB元件107；亦即產生紅光之一元件，產生綠光之一元件，及產生藍光之一元件。當將該等光元件107組合時，其能夠提供任何所需色彩之發射光。為獲得一所需色彩或特性(通常定義為色點)之發射光，在光源101中包括一控制系統。

該控制系統之一主要部分係一光源控制器103，其計算所有光元件107之個別驅動信號且將該等個別驅動信號饋送至個別光元件107，且更明確而言饋送至其中的驅動器105。此係經由一光源匯流排109實現，其中該光源控制器103連續定址光元件107。該控制器之功率消耗係相對高，此係由於其可與永久開啟之一(簡單)電腦相當。

本發明之一目的係提供一光源，其中該控制系統具有一降低的功率消耗。

藉由如技術方案1所定義之根據本發明之一光源達成此目的。

本發明係基於一共識：控制器之一分配式網路係與一集中式結構有關之功率節約。

因此，根據本發明之一態樣，提供一光源，其具有複數個光元件及用於控制該複數個光元件之一控制系統。該控制系統包括：

-複數個光元件控制器，每一光元件控制器係連接至該等元件之一個別元件，且經配置以獲得光元件資料；及

-一匯流排介面，其係經由一光源匯流排連接至該等光元件控制器，其中該匯流排介面經配置以對該等光元件控制器提供一個一般命令，且其中該等光元件控制器經配置以基於該一般命令及該光元件資料產生光元件驅動信號。

藉由分散計算能力，將該匯流排介面之結構減少至一最簡單結構，其不需要計算每一光元件之個別驅動信號。因此，可顯著減少頻率需求。此外，每一個別光元件控制器僅需對一單一光元件實行計算，其相較於先前技術之中央控制器亦係一顯著減輕。此通常亦意味可降低該等控制器之供應電壓。儘管控制器之數量增加，然而所提及之自先前技術之變化導致總功率消耗之一減少。應注意，"光元件"在通常情形下係理解為一單一光發射器，以及(即藉由相同驅動信號)同時驅動之光發射器之一群組。

此外，在該光源匯流排上傳送之資料量從根本上降低。

根據該光源之一具體實施例，如技術方案2所定義，該光源匯流排係在廣播模式下設定。此具體實施例之一優點係在一操作中僅將該一般命令廣播至所有光元件。例如，此可與先前技術之個別定址相比較，其中該發命令頻率必須為N次高以在該光源內傳送一命令至全部N個光元件。此外，在先前技術之光源中，光源匯流排傳輸位址與複雜資料資訊兩者，而根據此具體實施例，該光源匯流排僅傳輸單一資料資訊。

根據該光源之一具體實施例，如技術方案4所定義，可個別關閉該等控制器。例如，只要一或多個色彩未使用，均可如此進行。此使功率消耗降低得更多。

根據該光源之一具體實施例，如技術方案5所定義，從該匯流排介面發送總體光設定至該等光元件控制器。此係根據本發明之分配式控制器結構之一典型及有利使用。例如，該等光設定可為色點、飽和度、色調及/或亮度。

根據該光源之一具體實施例，如技術方案6所定義，每一光元件控制器具有一光元件儲存器。在該光源之操作期間，可預儲存該光元件資料或/及從一外部來源接收該光元件資料。

根據該光源之一具體實施例，如技術方案7所定義，符號標籤(symbol tag)係用作簡單構件以當發送該等一般命令時，獲得一定程度的選擇性。然而，取決於包括在該命令中符號標籤之類型，可選擇該等光元件從無至全部的任何一種情形。

根據該光源之一具體實施例，如技術方案9中所定義，若光元件之一內部狀態改變，每一光元件控制器均能夠重新定義一相關聯之符號標籤。

此外，根據本發明，提供一照明器具，其包括多個光源，如技術方案10所定義。包括在該照明器具中之一照明器具控制器將該一般命令傳達至該等光源之匯流排介面。

根據該照明器具之一具體實施例，如技術方案11所定義，該照明器具控制器包括一特效轉譯器，其經配置以接收體驗資料並將其轉譯成至少一特效，其繼而實現為一系列一或多個一般命令。體驗資料係關於設想照明器具之一使用者體驗作為自該等光源之一輸出結果的體驗，例如柔和的夜光、夜晚黑暗、明亮的工作光等。特效係關於該等光源之一設定，例如調光、閃光、發出一特定色彩等。

根據該照明器具之一具體實施例，如技術方案13所定義，該照明器具控制器同樣具有一符號標籤解譯器，其以一類似方式用作該等光源之匯流排介面中的符號標籤解譯器。

此外，根據本發明，提供一照明器具系統，如技術方案14所定義。該照明器具系統包括數個照明器具及一系統控制器，其係連接至該等照明器具。該系統控制器發送與所提及之體驗有關之輸出資料至該等照明器具控制器。

根據該照明器具系統之一具體實施例，如技術方案15所定義，該輸出資料係個別體驗命令，其係定址至選定的個別照明器具。在此層級上定址並不十分耗費功率，且當存在應區別設定之照明器具時此係有利的。然而，另一方面，在另一具體實施例中，如技術方案16所定義，將輸出資料廣播至照明器具，此係同時將該相同命令發送至數個照明器具之一有效方式。

根據該照明器具系統之一具體實施例，如技術方案17所定義，該系統控制器具備一符號標籤產生器，其產生如上所述在系統中處理之符號標籤。

一般而言，本發明之特徵係用於一發光系統之一控制器。命令接收電路經設計以接收發光命令訊息。該等訊息之一格式包括一標籤值及一指令值。該標籤值指定訊息所針對之發光裝置之一實體屬性。該指令值指定藉由該訊息所針對之該發光裝置所採取之一動作。該命令接收電路具有標籤比較電路，其經設計以偵測標籤值對應於發光裝置之訊息。發光裝置控制電路經設計以接受具有一經偵測之對應標籤值的一訊息之指令值，且作為回應而輸出一指令值用於控制該發光裝置之發光元件。

一般而言，在一第二態樣中，本發明之特徵係用於一發光系統之一控制器。命令接收電路經設計以接收發光命令訊息。該等訊息之一格式包括指定欲藉由該訊息所針對之該發光裝置引起之一人的情感體驗。發光裝置控制電路經設計以接受具有一偵測之對應標籤值的一訊息的指令值，且為回應，將該情感體驗轉譯成特定層級值用於控制該發光裝置之發光元件。

本發明之具體實施例可以包括一或多個以下特徵。可存在複數個光元件控制器，每一光元件控制器係連接至該等光元件之一個別光元件。該等光元件控制器之至少一些可包括一光元件資料儲存器，其包含所儲存的針對該光元件之校準資料。可以廣播模式發佈該等訊息。儲存電路可經設計以儲存與該等發光元件有關之校準資料，且該光元件控制電路可經進一步設計以基於該校準資料產生該等發光元件驅動信號。藉由該標籤指定之屬性可為發光裝置之一位置，或發光裝置之一能力。該發光裝置可被加標籤有數種不同類型的標籤。該等光元件可為固態光源或LED。該等光元件控制器係可個別切換於開啟狀態與關閉狀態之間。該指令可包括色彩設定。該光元件控制器可包括狀態監視器，其係若該光元件之一內部狀態改變時則能夠重新定義該至少一符號標籤。除標籤指定外，該控制器可具有一位址，且藉由命令將命令發佈至該控制器。該控制器可為一照明器具控制器、一房間控制器或一建築物控制器。

本發明之此等及其他態樣、特徵與優點可參考以下所述的具體實施例清楚及闡明。

參考圖2，一光源201之一具體實施例包括光元件207、光元件驅動器205及用於控制該等光元件之一控制系統。該控制系統包括一匯流排介面(BUS IF)203，其係經由一光源匯流排209連接至數個光元件控制器(L.E. CTRL.)213。該等控制器213係用於引起光源201發射一所需特性之光，例如關於色彩及強度。在一廣播模式下設定該光源匯流排，此意味將自匯流排介面203之一輸出同時發送給所有光元件控制器213。

將每一光元件控制器213連接至一光元件207之一驅動器205。在所示具體實施例中，存在三個不同色彩(即紅色(R)、綠色(G)及藍色(B))之每一者的數個光元件207，且在圖2中顯示每一色彩之一光元件207。例如，光元件207係LED，但在本發明之範疇內併入任何固態光(SSL)元件。此外，本發明適用於習知光源(TL、HID等)及具有可控光元件之混合物。每一光元件控制器213具有一儲存器214，其中儲存光元件資料，例如光元件207之峰值波長、流量及溫度行為。該光元件資料已預儲存在儲存器214中，且源自LED分類及LED製造資料。此外，亦可能藉由一外部資料輸入215更新所儲存之光元件資料，且該儲存器開始可為空置且當第一次需要時載入該光元件資料。作為一替代性具體實施例，光元件控制器213直接從另一來源(光源外部或其內部)獲得光元件資料，而非從儲存器214獲得光元件資料。

根據本發明之光源201之一優點係，由於分配該控制功能且該光源匯流排209在一廣播模式下操作，因此該光源可以很容易地縮放。換言之，很容易添加光元件，而無需重新程式化任何匯流排介面203等等。自下文將很容易明白，在一較高層級下甚至更強調該可縮放性，例如具有數個光源之一照明器具或具有數個照明器具之一光系統。藉此，有利的係該光系統為模組化。

該光源控制如下操作。匯流排介面203廣播一個一般命令至光元件控制器213，該一般命令通常包括對光元件207之總體光設定。每一光元件控制器213具有計算其所連接的光元件207之特定驅動信號資料之一能力。因此，基於該等光元件經由光元件匯流排209接收之一般命令及自儲存器214讀取之光元件資料，接著每一光元件控制器213決定其所連接之特定光元件的個別驅動信號且施加該等驅動信號至光元件驅動器205。接著，光元件驅動器205相應地設定至光元件207之驅動電流。更明確而言，如熟悉此項技術者所知，較佳應用矩陣計算用於將該等光設定轉換成饋送至光元件207之調變驅動電流。驅動光元件207(即調變其驅動電流)之方法可為任何已知或另外的方法，例如驅動電流之PWM(即脈衝寬度調變)、AM、FM、PCM等。

由於匯流排介面203係"基本型"，即其不需要用於實行計算之計算能力，因此其結構可製造得相當簡單。此外，其僅用於廣播命令，此意味其不需要任何定址能力。已將該控制器之"智慧"移至每一個別光元件控制器213中。然而，由於每一光元件控制器213僅需要服務其所直接連接之一單一光元件，因此對其性能要求相較於先前技術之光源控制器103之性能需求顯著降低。至於匯流排介面203，例如，其係以低於先前技術之光源控制器103之一電壓位準管理，例如1.5V供應電壓而非2.5V。該等光元件控制器213亦可以1.5V供應。應注意，此僅僅係一實際實施方案之一非限制範例。此外，相較於先前技術之光源，需要相當低的匯流排速度或時脈頻率，且可降低以位元表示之匯流排寬度，此亦降低功率消耗及結構的複雜性。

一全發光系統由許多光源組成且可視為在數個層級中構造。假設該光源處於一特定層級下。則在一更高層級下，存在包括複數個光源之一照明器具，且在仍更高之一層級下，存在包括複數個照明器具之一照明器具系統，如圖3及4所示。該照明器具系統層級通常係一房間層級，或甚至一建築物層級。

因此，在圖3之一照明器具系統之一具體實施例中，該照明器具系統301包括一房間控制器或建築物控制器302，其係經由一系統匯流排304連接至數個照明器具303、313。更特定言之，該房間控制器302係連接至每一照明器具303、313之一照明器具控制器305、315。繼而，每一照明器具控制器305、315係經由一照明器具匯流排311、321連接至複數個光源307、317之匯流排介面。該等光源307、317具有與上述相同之構造。照明器具控制器305、315經配置以廣播一般命令至光源307、317，其以上述方式處理該等一般命令。亦藉由位於圖2中之211處的虛線指示一照明器具控制器，其係連接至匯流排介面203。繼而，各照明器具305、315自房間控制器302接收輸入資料。該輸入資料係所謂體驗資料或體驗命令之一高抽象形式。上文已結合發明內容給出體驗之範例，且更多體驗為"冷水"、"浪漫"、"聚會"等。例如，如Philips所發佈之amBIENT雜誌中所述的來自Philips的已知amBX(環境體驗)協定可用於描述該體驗。在一最上層層級下，房間控制器302具有一使用者介面，藉此，該照明器具系統之一使用者從可用體驗之一列表中選擇所需的體驗。或者，或此外，該房間控制器302可程式化，因為該使用者有可能定義個人體驗。視需要地，該使用者介面亦具有一無線輸入。在從房間控制器302接收到輸入後，各照明器具控制器305、315藉由特效轉譯器309、319將該體驗命令轉譯成一特效。為此功能，照明器具控制器305、315在其記憶體中保持預儲存之轉譯資料。因此，照明器具控制器309、319發送一個一般命令或一系列一般命令至光源307、317。此意味該特效係實現為總體光設定，且為執行該特效，可能需要及時分離數個不同光設定。例如，一體驗可能需要在不同色彩之前重複變換，直至藉由房間控制器302發出另一體驗之命令。

在照明器具系統301之一替代性具體實施例中，在一定址模式下而非廣播模式下設定該系統匯流排。亦即，房間控制器302採用個別照明器具位址用於發送體驗命令至一或多個選定的照明器具305、315。

此外，本發明包括下文參考圖4及5將說明之標籤之使用。在採用符號標籤之一照明器具系統401中，房間控制器402發送用一符號標籤或用複數個符號標籤加標籤之體驗命令。一符號標籤用作該命令之一限定元(qualifier)。可將多個符號標籤附加至一單一命令。此外，連接至系統匯流排404之多個照明器具控制器405、415可回應於相同符號標籤。可能的替代方法亦係使用引起所有照明器具控制器405、415回應之一特定符號標籤，及使用未引起控制器405、415之任一者回應之一特定符號標籤。後者可用於診斷目的。每一照明器具控制器405、415具有一符號標籤解譯器406、416，其能夠解譯該等符號標籤並檢查照明器具405、415是否具有一對應的作用中符號標籤。若答案為肯定，則接受且處理該體驗命令。當由於該體驗命令而使照明器具405、415經由照明器具匯流排411、421發送一或多個一般命令至照明器具403、413之光源407、417時，該等一般命令亦包括一符號標籤。每一光源407、417之匯流排介面包括一標籤解譯器408、418，其以與照明器具控制器405、415之標籤解譯器類似之一方式解譯附加至每個一般命令之符號標籤。

標籤解譯器501之一具體實施例包括複數個作用中符號標籤505 A.T.1、A.T.2...A.T.n，其係儲存在照明器具控制器儲存器中。在標籤解譯器501處在一標籤匯流排511上接收一傳入命令之符號標籤，且將該標籤饋送至多個比較元件507，其用於使每一儲存位置固持一符號標籤或空置以保留一符號標籤，該符號標籤可為作用中或非作用中。該等比較元件507各輸出一邏輯一或零至一OR閘極510，其係包括在與該等比較元件507相結合之一比較單元509中。若在所接收之符號標籤與所儲存之作用中符號標籤505之間出現任何匹配，則該OR閘極510經由一賦能連接515輸出一邏輯一至一命令解譯器503，其藉此致能且解譯在一命令匯流排513上接收之命令。藉由使用標籤符號，可在一廣播模式下設定該等匯流排，同時仍獲得選擇性通信。

參考圖6，作為一應用範例，假設如上所述之一建築物/房間控制器302或402係用作一建築物控制器603以控制具有數個房間605、607、609之一整棟建築物的一發光系統601。接著，如上所述，在每一房間中，一子發光系統係由連接至建築物控制器603之一房間控制器605a、607a、609a及分別連接至房間控制器605a、607a、609a的至少一照明器具605b、605c、607b、609b、609c、609d組成。該建築物控制器603係用於輸入整個系統共用之資料，該資料當適用時係分配至房間控制器605a、607a、609a。視需要地，亦經由建築物控制器603輸入個別房間資料且接著將其分配至相關的房間控制器605a、607a或609a。

此外，假設使用採用符號標籤之具體實施例，且已將個人設定程式化至該系統中，此外，在此範例中，利用房間控制器605a、607a、609a之無線(較佳無線電)輸入。當將個人資料儲存在發光系統601中之一人進入一房間605時，將他/她保持在一無線通信單元中之識別(ID)無線發送至房間控制器605a之無線輸入。該ID信號在房間發光系統601之符號標籤解譯器中安裝或啟動此人的個人符號標籤。建築物控制器603接著用所附加之個人的符號標籤廣播該個人光設定。僅此人存在的房間605匹配該符號標籤。照明器具605a、605b等之照明器具控制器導致光源根據該個人光設定發射光。當此人離開房間605時，自該特定房間之房間發光系統之符號標籤解譯器移除他/她的個人符號標籤。因此，該個人化之較佳光設定在整個建築物中追隨此人，而無需一中央控制器(例如建築物控制器603)以知道此人的實際位置。因此，該ID與對應的符號標籤安裝及移除係區域的室內相互作用。

一人的較佳光設定可與此人的情緒(例如浪漫)、年齡(例如較亮的光以補償降低的視力)、活動性(例如當此人在一控制台上玩遊戲時，該發光直接與遊戲中出現的事件及環境相關聯)等有關。

參考圖7，一照明器具系統中之一發光網路及一控制器採用標籤以指定欲回應控制訊息之該等照明器具100、102。一中央控制器110(例如一房間中之針對照明器具100、102之一控制器)發送用一或多個符號標籤124加標籤之訊息122。每一符號標籤124用作訊息122之一限定元，使得連接至網路120之每一照明器具控制器130、132辨識與儲存在照明器具控制器130、132中之記憶體140、142中的符號標籤匹配之符號標籤124。符號標籤值可對應於一特定照明器具之一位置及/或發光能力，且特定訊息122可針對符合該等標籤之一房間中的所有照明器具。例如，可指派標籤值以指定一房間的北側與南側，及該照明器具是否可發射一可變白色溫度的光，及可發佈一訊息以增加該房間之北側上的色溫。與所指定之標籤匹配的該等照明器具作出適當回應。

一照明器具可配置照明器具控制器130、132，該等控制器係經由一照明器具匯流排150、152連接數個光元件控制器160、162、164、166。光元件控制器160、162、164、166可控制光源180、182、184、186之輸出以發射一所需特性(例如色彩及強度)之光。光元件180、182、184、186可為不同色彩，例如紅色(R)、綠色(G)及藍色(B)。每一光元件控制器160、162、164、166可連接至用於一對應光元件180、182、184、186或光元件組之一驅動器170、172、174、176。一般而言，連接至一單一驅動器170、172、174、176及光元件控制器160、162、164、166之光元件可為相同色彩。藉由一較高層級控制器發佈至一較低層級控制器之命令，例如從中央控制器110發佈至照明器具控制器130、或從照明器具控制器130發佈至光元件控制器160、162、164、166之命令可為極高層級之"體驗"描述，照明器具之一使用者希望其作為自該等光源之輸出結果的體驗，例如柔和夜光、夜晚黑暗、明亮的工作光、"冷水"、"浪漫"、"聚會"等。較低層級控制器可將該高層級描述命令轉譯成驅動發光元件180、182、184之層級命令。

中央控制110可為具有輸入及輸出能力之一微處理器，其准許一使用者定義用於一房間或建築物中之適當標籤及命令，且准許指派標籤給特定照明器具100、102。

發光網路120可為任何習知或特定應用之匯流排結構，例如RS-232、RS-422、RS-485、X10、DALI或EP 0 482 680之"可程式照明系統"或DMX-512中所述之MCS100匯流排結構(參見美國舞臺技術協會DMX512/1990之調光器及控制器之數位資料傳輸標準)。通常用於區域網路或類似十至百米通信之實體層實施方案可一般係較佳。該EP 680專利及本文提及的各種已知協定之說明書係以引用的方式併入本文中。

可在廣播模式下傳送系統匯流排120上之訊息122，使得自中央控制器110之訊息可同時用於所有照明器具控制器130、132。

訊息122之格式可為實現所需最終結果之任何形式。在一些情形下，可用DMX-512封包封裝訊息122。在其他情形下，可用一封包標頭、一組標籤124及一或多個命令值126定義一特定應用之封包形式。

在(例如)標籤與一特定照明器具之能力有關或可藉由一個別使用者定義時，例如該標籤與該照明器具之安裝位置有關時，可藉由發光系統組件的製造者提供標籤值124。

根據該光源之一具體實施例，如技術方案8中所定義，若光元件之一內部狀態改變，則每一光元件控制器能夠重新定義一相關聯之符號標籤。

所加標籤之訊息格式可讓該發光網路易於擴充，此係由於所加標籤之訊息格式能夠在整個組件上分配控制功能，且可讓系統匯流排120在一廣播模式下操作。由於較易添加光元件而無需重新程式化任何中央控制器等因素，於是產生可擴充性。在較低與較高網路層級上均可增強可擴充性，例如具有數個光源之一照明器具或具有數個照明器具之一光系統。

命令值126之形式可為絕對值端點或遞增。例如，"返回當前條件A"、"返回預設條件B"、"調亮"、"調暗"、"更紅"、"更藍"、"較高飽和"、"較低飽和"、"返回預設白色"等。其他命令值126可與上述體驗有關。例如，由Philips提供的已知amBX協定可用於描述該體驗。其他命令值126可與光源之一設定有關，例如調光、閃光、發出一特定色彩等。

各照明器具控制器130、132在匯流排120上攔截訊息122之標籤124，並檢查以查看其照明器具100、102是否欲回應。例如，照明器具控制器130、132可具有儲存照明器具100、102欲回應之標籤的一標籤儲存區140、142。若該標籤匹配，則接受並處理訊息122。

參考圖8，照明器具控制器130之標籤偵測器可包括儲存在標籤儲存區140中之複數個作用中符號標籤A.T.1、A.T.2...A.T.n。可藉由照明器具控制器130接收一傳入訊息122之符號標籤124並將其饋送至比較器507，針對標籤儲存區140中之每一位置各一個，該位置可為作用中或非作用中。或者，照明器具控制器130之軟體可透過標籤儲存區140連續迴圈以比較每一標籤與所接收之符號標籤124。比較器507各輸出一邏輯一或零至一OR閘極510。若所接收之任何符號標籤124與標籤儲存區140中之任何標籤匹配，則OR閘極510輸出一邏輯一至一訊息解譯器503，其係藉此啟用且解譯自訊息122所接收之命令126。使用標籤符號可選擇性接收訊息122及其欲選擇性接收之組成命令126，即使該匯流排廣播所有訊息。

再參考圖7，取決於一訊息122中之標籤值124，一訊息可對任何照明器具均無作用、或對所有照明器具均有作用，或對其間任何一者均有作用。在一些情形下，一特定符號標籤值可指定所有照明器具控制器130、132均回應，而另一特定符號標籤值可指定控制器130、132均不回應。後者可用於診斷目的。

在一些情形下，照明器具控制器130、132可為一"基本型(dumb)"控制器，其唯一的功能係識別應藉由控制器之照明器具100、102回應之訊息122，且將訊息傳遞至光元件控制器160、162、164、166上以對其充分解譯並使其發揮作用。在此等情形下，照明器具控制器130、132鮮少或不負責協調光元件180、182、184、186之光輸出，或決定特定光元件180、182、184、186之層級，而是將此計算下推至光元件控制器160、162、164、166。

在其他情形下，照明器具控制器130、132可為"智慧型"。例如，照明器具控制器130可負責解譯訊息122並將其轉譯為光元件180、182、184之絕對光照度。

照明器具匯流排150、152可為適用於該目的的任何匯流排結構。例如，Phares等人所著的標題為"經控制的發光系統(Controlled Lighting System)"之美國專利第5,420,482號的圖7中所示之多工資料線可益於減少用於互連各種控制器之多個導體。Phares '482之低廉的匯流排結構可能需採用人工處理，但其在典型的發光應用中並無妨礙。其他匯流排結構可具有一不同組之折衷，且可同樣適合。

一全發光系統可具有許多光源且可視為在具有數個層級之構造。例如，在照明器具控制器130與其光元件控制器160、162、164之間的關係可視為類似於中央控制器110與照明器具控制器130、132之間的關係。同樣地，整個建築物可具有指示用於特定房間之控制器的一控制器。此類似性可讓類似技術使用於不同階層。

在利用多層級類似性之情形下，在照明器具匯流排150、152上之訊息可能類似於系統匯流排120上之訊息，但僅在於指示高階"概念"而非絕對光照度。此情形例如可為其中照明器具控制器130、132係"基本型"，而計算責任委派給光元件控制器160、162、164、166。在該等情形下，可在照明器具匯流排150、152上將來自照明器具控制器130、132之訊息同時廣播至所有光元件控制器160、162、164、166。在一些情形下，可用與訊息122類似之方式加標籤於照明器具匯流排150、152上之訊息，且該等個別光元件控制器160、162、164、166可具有標籤比較器，使得其基於該等標籤回應該等訊息。

在其他情形中，在照明器具匯流排150、152上之訊息可以(例如)美國專利第5,420,482號中所討論之方式執行其他類型之訊息，例如欲藉由光元件180、182、184、186輸出之絕對光照度。

在一些情形中，傳送以針對指定功能之照明器具的一般命令之形式之發光命令可減少在系統匯流排120及照明器具匯流排150、152上傳送之資料量。

光元件控制器160、162、164、166可藉由照明器具控制器130、132接收訊息廣播。該等廣播訊息可為一般命令，其通常暗示用於光元件180、182、184、186之一改變或明確指定用於其之色彩設定。接著，每一光元件控制器160、162、164、166可計算其對應的光元件180、182、184、186之特定驅動信號資料。因此，基於光元件控制器160、162、164、166經由照明器具匯流排150、152接收之一般命令，接著每一光元件控制器160、162、164、166可決定其所連接之特定光元件之驅動信號，且施加該等驅動信號至其對應的光元件驅動器170、172、174、176。接著光元件驅動器170、172、174、176相應地供應電流至個別光元件180、182、184、186。

每一光元件控制器160、162、164、166可具有一儲存器，其中儲存針對對應的光元件180、182、184、186之校準資料，例如峰值波長、流量及溫度行為。該校準資料可基於LED分類及LED製造資料儲存在儲存器214中，或可藉由一使用者設定為(例如)LED之壽命及損失的亮度。可基於該等校準資料調整藉由光元件控制器160、162、164、166計算之驅動信號。

在一些情形下，照明器具100可具有偵測光照度之感測器，或可從房間中之感測器接收光照度資料。來自此等感測器之資料可用於計算所回饋的驅動信號以確保實際上獲得所需輸出。此將藉由下文參考圖9及10之另外的具體實施例進一步示範。

藉由分散計算責任，照明器具控制器130、132可解除計算每一光元件之個別驅動信號之需要。此外，每一個別光元件控制器160、162、164、166可僅需要計算其所直接連接之一單一光元件或驅動器之值，從而減少對光元件控制器之性能要求。因此，照明器具控制器130、132及光元件控制器160、162、164、166可在一較低頻率及較低電壓下操作。此外，(例如)每當一或多個色彩未使用，可關閉個別控制器。最後，在廣播模式下發送具有標籤限定元之訊息至所有控制器，而非必須發送具有明確位址之訊息至每一控制器，可減少所傳送之訊息數目，減少匯流排速度及驅動需求，且減少包括定址之額外負擔，繼而，可減少該等控制器所需的時脈頻率。儘管控制器之數目可能增加，但時脈頻率、電壓及通電時間之減少可允許減少整個功率消耗。

在一些情形下，可在使用定址特定控制器之一模式而非廣播模式下傳送訊息。在此等情形下，該等訊息可為"體驗"或其他非層級命令，如上所述。

驅動器170、172、174、176可使用任何習知方法供應並調節至光元件180、182、184、186之電流，包括電壓及/或電流輸出隨自光元件控制器160、162、164、166之輸入驅動信號變化的數位至類比轉換器、脈衝寬度調變(PWM)、位元角度調變、頻率調變之功率調節等。

光元件180、182、184、186可為任何類型的光元件，例如LED、白熾燈、螢光燈、鹵素燈等。在一些情形下，可藉由一單一驅動器驅動多個元件，例如，由於目前藍色LED之效率比綠色低，而綠色效率比紅色低，因此照明器具100可包括兩個紅色LED、四個綠色LED及六個藍色LED以實現令人滿意的白平衡。

可透過一使用者介面有效程式化該系統至中央控制器110。該照明器具系統之一使用者可從可用體驗之一列表中選擇所需的體驗。或者，或此外，該房間控制器可程式化，因為該使用者能夠定義個人體驗。在從中央控制器110接收輸入後，在照明器具控制器130、132中之軟體可將該體驗命令轉譯成一低層級特效或發光資料，並將該原始體驗命令、特效或發光資料發送至光元件控制器160、162、164、166。一些特效可實現為色彩設定、或隨時間而不同的數個色彩設定。例如，一體驗可能需要在不同色彩之間重複變換，直至藉由中央控制器110發出另一體驗之命令。在本發明之範疇亦可能存在許多修改及替代性具體實施例。

總而言之，揭示用於一發光系統之一控制器，其包括一命令接收電路，其經設計以接收發光命令訊息、包括一標籤值及一指令值之該等訊息之一格式，該標籤值指定該訊息所針對發光裝置之一實體屬性，該指令值指定欲藉由該訊息所針對之該發光裝置欲採取之一動作，該命令接收電路具有標籤比較電路，其經設計以偵測標籤值對應於發光裝置之訊息。該發光裝置控制電路經設計以接受具有一經偵測的對應標籤值之一訊息的指令值，且為回應，輸出用於控制該發光裝置之發光元件的一指令值。

此控制器可進一步包括一命令接收電路，其經設計以接收發光命令訊息，該等訊息之一格式包括一指令值，其指定欲藉由該訊息所針對之發光裝置引起之一人的情感體驗。發光裝置控制電路經設計以接受具有一經偵測的對應標籤值之一訊息的指令值，且作為回應，將該情感體驗轉譯成用於控制該發光裝置之發光元件的特定層級值。

此外，該控制器可包括一光元件資料儲存器，其包含所儲存的光元件校準資料；一儲存電路，其經設計以儲存與該等發光元件有關之校準資料，該光元件控制電路進一步經設計以基於該校準資料產生該等發光元件驅動信號。

現在，以下將對符號標籤進行進一步一般說明。該等符號標籤係由於一特定事件而傳達。該等符號標籤在作出串列或連續變化(例如從一光設定衰落至另一光設定)時最有用，其對除光元件之個別控制器外的所有單元具有最小計算功率需求。可使用的符號標籤之另外一些範例係代表或導致以下特徵之符號標籤：白色相關之色溫；最大流明輸出；微調色彩；調光；照明器具壽命；快或慢動態發光能力；房間中的照明器具位置；及光源類型。存在很多可行的方式以自手動操作之實體開關(例如指撥開關)啟動及停用符號標籤至軟體操作之功能。

現在參考圖9，在包括數個照明器具900、902等之發光系統之另一具體實施例中，每一照明器具900、902具有回饋及/或前饋功能性，其係用於改良藉由照明器具900、902產生之光之品質。出於簡化起見，僅進一步說明該等照明器具之一。照明器具900包括一照明器具控制910及至少一光源915。除如上述具體實施例中所述，其中一控制系統包括一匯流排介面920、一光源匯流排925及光元件控制器930、驅動器940及光元件950外，根據此具體實施例，每一光源915，且更明確而言其控制系統包括一感測器介面(SENSOR IF)960以用於偵測光元件950之性質。典型性質係溫度，其等效於強度或流量，及光學性質(例如色點)以及與該光輸出之色彩內容有關之其他性質。在此具體實施例中，感測器介面960包括一溫度感測器970，其測量光元件950之溫度，及一色彩感測器980，其(例如)藉由測量光輸出之色點測量該色彩內容。該感測器介面960輸出一感測器介面信號至光源匯流排925，該感測器介面信號包括與溫度有關之資料及與色彩內容有關之資料。該溫度感測器970及色彩內容感測器980測量總值，即自光元件950之個別基值之總和之值。在光源匯流排925上將感測器介面信號廣播至所有光元件控制器930。每一光元件控制器930具備計算能力，包括擷取演算法，其用於藉由其自感測器介面信號控制之特定光元件950產生的基值。此外，每一光元件控制器930包括回饋或前饋演算法，其致能光元件控制器930計算光元件950維持一請求的設定點所需之校正，繼而，該請求的設定點與前述一請求之體驗相關聯。用於色彩控制之演算法通常係矩陣演算法，其需要關於該系統中所有色彩之資訊。為使每一光元件控制器930均能夠實現此等計算，除與其控制之光元件950相關聯之光學性質外，亦需知道其他光元件950之光學性質。則代表所有光元件之組合光輸出的感測器介面信號係有用的。

為能夠擷取關於其本身光元件950之資訊，控制一單一色彩之光輸出之各光元件控制器930可(例如)具有關於在總輸出光中其他單一色彩所代表為何之知識。例如，若該色彩內容資料代表該總光輸出信號之色點，則僅該等單一色彩之一唯一組合在混合時可產生該色點。

或者，在匯流排介面920中提供計算功率。因此，在此替代性具體實施例中，藉由匯流排介面920接收感測器介面信號，該匯流排介面實行該等計算並將結果廣播至個別光元件控制器，其將該等結果直接用於調整光元件950。

參考圖10，照明器具1000包括一或多個光源1015。每一光源1015包括與剛剛參考圖9所述之光源相同之部分，即一匯流排介面1020、光元件控制器1030、驅動器1040、光元件1050及一感測器介面1060，其包括一溫度感測器1070及一色彩感測器1080。此外，其包括一同步產生器1090，即產生一同步信號之一產生器。該同步產生器1090係連接至所有光元件控制器1030及感測器介面1060以用於同步化其操作。當藉由PWM(脈衝寬度調變)驅動信號驅動光元件1030，且感測器介面1060之溫度感測器1070偵測流量時此同步至少係有用的。接著，需要以PWM工作循環同步化該流量測量。

上文已根據如隨附申請專利範圍定義之本發明說明光源之具體實施例及採用該光源之照明器具及照明器具系統。該等應僅視為非限制性之範例。對於熟知此技術者，許多於本發明之範疇內之修改與替代的具體實施例係皆為可能。

例如，應瞭解，如熟悉此項技術者所知，每一光源可具備用於該等光元件之回饋控制以確保實際上獲得所需輸出。然而，由於此並非本發明之核心部分，因此不再更進一步說明此回饋控制。

因此，如藉由以上具體實施例所說明，為使用於設定光元件驅動信號之最終計算與個別光元件儘可能接近，分散光源之控制器係有利的。

應注意的是，此申請案之目的且特別係關於其隨附之申請專利範圍中，字詞"包含"並未排除其他元件或步驟，字詞"一"或"一個"並未排除多數，其本質對於熟習此技術者將係顯而易見。

100．．．照明器具

101．．．光源

102．．．照明器具

103．．．光源控制器

105．．．驅動器

107．．．RGB元件/光元件

109．．．光源匯流排

110．．．中央控制器

120．．．系統匯流排

122．．．訊息/讀取器

124．．．符號標籤/標籤/標籤值

126．．．命令值/命令

130、132．．．照明器具控制器

140、142．．．記憶體/標籤儲存區

150、152．．．照明器具匯流排

160、162、162、166．．．光元件控制器

170、172、174、176．．．光元件驅動器

180、186．．．光源/光元件

201．．．光源

203‧‧‧匯流排介面(BUS IF)

205‧‧‧光元件驅動器

207‧‧‧光元件

209‧‧‧光源匯流排

211‧‧‧照明器具控制器

213‧‧‧光元件控制器(L.E.CTRL.)

214‧‧‧儲存器

215‧‧‧外部資料輸入

301‧‧‧照明器具系統

302‧‧‧房間控制器或建築物控制器

303‧‧‧照明器具

304‧‧‧系統匯流排

305‧‧‧照明器具控制器/照明器具

307‧‧‧光源

309‧‧‧特效轉譯器

311‧‧‧照明器具匯流排

313‧‧‧照明器具

315‧‧‧照明器具控制器/照明器具

317‧‧‧光源

319‧‧‧特效轉譯器

321‧‧‧照明器具匯流排

401‧‧‧照明器具系統

402‧‧‧房間控制器

403‧‧‧照明器具

404‧‧‧系統匯流排

405．．．照明器具控制器/照明器具

406．．．符號標籤解譯器

407．．．光源

408．．．標籤解譯器

411．．．照明器具匯流排

413．．．照明器具

415．．．照明器具控制器/照明器具

416．．．符號標籤解譯器

417．．．光源

418．．．標籤解譯器

421．．．照明器具匯流排

501．．．標籤解譯器

503．．．命令解譯器

505．．．符號標籤

507．．．比較元件/比較器

509．．．比較單元

510．．．OR閘極

511．．．標籤匯流排

513．．．命令匯流排

515．．．賦能連接

601．．．發光系統

603．．．建築物控制器

605、607、609．．．房間

605a、607a、609a．．．房間控制器

605b、605c、607b、609b、609c、609d．．．照明器具

900．．．照明器具

902．．．照明器具

905．．．中央控制

910．．．照明器具控制

915．．．光源

920．．．匯流排介面

925．．．光源匯流排

930．．．光元件控制器

940．．．驅動器

950．．．光元件

960．．．感測器介面(SENSOR IF)

970．．．溫度感測器

980．．．色彩感測器

1000．．．照明器具

1010．．．照明器具控制

1015．．．光源

1020．．．匯流排介面

1030．．．光元件控制器

1040．．．驅動器

1050．．．光元件

1060．．．感測器介面

1070．．．溫度感測器

1080．．．色彩感測器

1090．．．同步產生器

已參考隨附圖式詳細地說明本發明，其中：

圖1係一先前技術之光源之一示意圖；

圖2係依據本發明之一光源之具體實施例的方塊圖；

圖3係依據本發明之一照明器具系統之具體實施例的方塊圖；

圖4係一照明器具系統之具體實施例的方塊圖；

圖5係圖4之照明器具系統中之一照明器具之一部分的方塊圖；

圖6係一示範建築物發光系統之一方塊圖；

圖7係一照明器具系統之具體實施例的方塊圖；

圖8係圖7之照明器具控制器之一部分的方塊圖；

圖9係一照明器具系統之具體實施例的方塊圖；及

圖10係一照明器具之具體實施例的方塊圖。

201．．．光源

203．．．匯流排介面(BUS IF)

205．．．光元件驅動器

207．．．光元件

209．．．光源匯流排

213．．．光元件控制器(L.E. CTRL.)

214．．．儲存器

215．．．外部資料輸入

Claims

一種光源，其具有複數個光元件(elements)及用於控制該複數個光元件之一控制系統，其中該控制系統包括：複數個光元件控制器，每一光元件控制器係連接至該等光元件之一個別光元件，且經配置以獲得光元件資料；及一匯流排介面(bus interface)，其係經由一光源匯流排連接至該等光元件控制器，其中該匯流排介面經配置以對該等光元件控制器提供一個一般命令(general command)，且其中該等光元件控制器經配置以基於該一般命令及該光元件資料產生光元件驅動信號，及其中該控制系統進一步包含一感測器介面，該感測器介面經配置以藉由感測該等光元件之光輸出而偵測該等光元件之性質(properties)，且其係連接至該光源匯流排，其中該感測器介面經配置以提供載送關於該等性質之資料的一感測器介面信號至該光源匯流排。
如請求項1之光源，其中在廣播模式下設定該光源匯流排。
如請求項1或2之光源，其中該等光元件係固態光元件。
如請求項1或2之光源，其中該等光元件控制器係可個別切換於開啟狀態與關閉狀態之間。
如請求項1或2之光源，其中該一般命令包括總體光設定。
如請求項1或2之光源，其中該等光元件控制器之每一者包括含有該光元件資料之一光元件資料儲存器。
如請求項1或2之光源，其中該等光元件控制器各包括一符號標籤解譯器且經加標籤有至少一符號標籤，其中該一般命令各包括至少一符號標籤，且其中存在數種不同類型的符號標籤。
如請求項7之光源，其中該符號標籤解譯器包括一符號標籤比較器，其經配置以比較在該一般命令中接收的一符號標籤與用以加標籤於該光源控制器之該至少一符號標籤，且其中該符號標籤解譯器經配置用以若該符號標籤比較器發現一符號標籤匹配，則接受該一般命令。
如請求項1或2之光源，其中該等光元件控制器各包括一狀態監視器，該狀態監視器能夠：若該光元件之一內部狀態改變，則重新定義該至少一符號標籤。
如請求項1之光源，其中該感測器介面包括一溫度感測器及一色彩感測器。
如請求項1或2之光源，其中該等光元件控制器之每一者具備計算能力，其用於擷取藉由其依據該感測器介面信號所控制之特定光元件而產生之基值，及基於該基值而計算相關聯之光元件驅動信號的任何所得調整。
如請求項1或2之光源，其進一步包括一同步產生器，其係連接至該等光元件控制器及該感測器介面。
一種照明器具，其包括複數個如前述請求項中任一項之光源及一照明器具控制器，其係經由一照明器具匯流排連接至該等光源之該等匯流排介面，其中該照明器具控制器經配置以為該等匯流排介面提供該一般命令。
如請求項13之照明器具，其中該照明器具控制器包括一特效轉譯器，其用於接收與一所需體驗有關之輸入資料，該體驗係藉由該等光源予以產生；以及用於將該體驗轉譯成體現為至少一個一般命令之至少一特效。
如請求項13或14之照明器具，其中在一廣播模式下設定該照明器具匯流排。
如請求項13或14之照明器具，其中該照明器具控制器包括一符號標籤解譯器且經加標籤有至少一符號標籤，其中該符號標籤解譯器經配置以接收包括至少一符號標籤之輸入資料，且其中該符號標籤解譯器包括一符號標籤比較器，其經配置以比較在該輸入資料中接收之該至少一符號標籤與用以加標籤於該照明器具控制器之該至少一符號標籤，且其中符號標籤解譯器經配置用以若該符號標籤比較器發現一符號標籤匹配時，則接受該輸入資料並將其轉譯成該一般命令。
一種照明器具系統，其包括複數個如請求項13至16中任一項之照明器具及一系統控制器，其係經由一系統匯流排與該複數個照明器具連接，且其經配置以產生與體驗有關之輸出資料。
如請求項17之照明器具系統，其中在定址模式下設定該系統匯流排，其中該輸出資料係個別體驗命令，且其中該系統控制器經配置以發送該等個別體驗命令至個別照明器具。
如請求項17之照明器具系統，其中在廣播模式下設定該系統匯流排，且其中該複數個照明器具共用該輸出資料。
如請求項17之照明器具系統，其中該系統控制器包括一符號標籤產生器，其經配置以產生該輸出資料且用該至少一符號標籤加標籤於該輸出資料。
如請求項17之照明器具系統，其中該系統控制器係一房間控制器及一建築物控制器中之一者。