TWI639358B - 照明系統及其照明方法 - Google Patents

Abstract

一種照明系統及其照明方法。偵測照明裝置所在位置的環境條件，以產生環境資訊。依據第一環境資訊選擇對應的照明結果預測模型。依據照明結果預測模型以及第一環境資訊調整照明光的照明特性。

Description

照明系統及其照明方法

本發明是有關於一種照明系統及照明方法，且特別是有關於一種可調整照明效果的照明系統及照明方法。

不同國家對於道路燈具的照明效果有不同的規範要求，例如照度值、輝度值與眩光等光學特性的表現皆有法規規定，其中輝度值由於直接關係於用路人視覺感受，故許多法規皆將輝度值表現列為重點規範項目。由於輝度值表現與路面材質以及反射率的關係密不可分，故實際輝度值會依天候狀況會有所改變。如在雨天的狀況下，路面反射率勢必有所提昇，此時容易出現光均勻度不均而造成眩光，進而影響用路人的行駛安全。傳統路燈光型由於是固定式的配光設計，無法針對各種天候環境狀況，而有所調整。

本發明提供一種照明系統及其照明方法，可即時地對應環境狀況進行照明調整，準確地達到預期的照明結果，大幅地提昇照明品質。

本發明的照明系統包括第一照明裝置、第一環境偵測單元以及控制電路。第一照明裝置提供第一照明光照射第一目標區域。第一環境偵測單元偵測第一照明裝置所在位置的環境條件，以產生第一環境資訊。控制電路耦接第一照明裝置與第一環境偵測單元，依據第一環境資訊選擇對應的照明結果預測模型，依據照明結果預測模型以及第一環境資訊調整第一照明光的照明特性，以使第一目標區域的照明結果符合預設規範，其中預設規範包括至少一照明參數。

在本發明的一實施例中，上述的照明系統更包括第二照明裝置，其與第一照明裝置間隔一預設距離，提供第二照明光照射第二目標區域。第二環境偵測單元偵測第二照明裝置所在位置的環境條件，以產生第二環境資訊，並將第二環境資訊傳送給第一環境偵測單元。控制電路依據第一環境資訊與第二環境資訊選擇對應的照明結果預測模型，依據照明結果預測模型、第一環境資訊以及第二環境資訊調整第一照明光的照明特性，以使第一目標區域的照明結果符合預設規範。

在本發明的一實施例中，上述的第一環境資訊包括第一目標區域的光反射特性以及天候狀況至少其中之一。

在本發明的一實施例中，上述的第一環境偵測單元包括影像擷取裝置，控制電路控制影像擷取裝置擷取第一目標區域的影像，以獲得擷取影像，並比對擷取影像與預設影像，以判斷第一目標區域的光反射特性，依據第一目標區域的光反射特性選擇對應的照明結果預測模型。

在本發明的一實施例中，上述的第一環境偵測單元包括溼度感測器。

在本發明的一實施例中，上述的第一目標區域的照明結果包括第一目標區域的輝度以及光均勻度至少其中之一，控制電路更依據第一目標區域的輝度以及光均勻度至少其中之一的變化調整第一照明光的照明特性，以使第一目標區域的照明結果符合預設規範。

在本發明的一實施例中，上述的第一照明光的照明特性包括第一照明光入射第一目標區域的入射角度、第一照明光的波長以及第一照明光的光強度至少其中之一。

本發明亦提供一種照明系統的照明方法，包括下列步驟。提供第一照明裝置，以提供第一照明光照射第一目標區域。偵測第一照明裝置所在位置的環境條件，以產生第一環境資訊。依據第一環境資訊選擇對應的照明結果預測模型。依據照明結果預測模型以及第一環境資訊調整第一照明光的照明特性，以使第一目標區域的照明結果符合預設規範，其中預設規範包括至少一照明參數。

在本發明的一實施例中，上述的照明系統的照明方法包括下列步驟。提供與第一照明裝置間隔預設距離的第二照明裝置，該第二照明裝置提供一第二照明光照射一第二目標區域。偵測第二照明裝置所在位置的環境條件，以產生第二環境資訊。依據第一環境資訊與第二環境資訊選擇對應的照明結果預測模型。依據照明結果預測模型、第一環境資訊以及第二環境資訊調整第一照明光的照明特性，以使第一目標區域的照明結果符合該預設規範。

在本發明的一實施例中，上述的第一環境資訊包括第一目標區域的光反射特性以及天候狀況至少其中之一。

在本發明的一實施例中，上述偵測環境條件的步驟包括下列步驟。擷取第一目標區域的影像，以獲得擷取影像。比對擷取影像與預設影像，以判斷第一目標區域的光反射特性。依據第一目標區域的光反射特性選擇對應的照明結果預測模型。

在本發明的一實施例中，上述的第一環境資訊包括環境溼度。

在本發明的一實施例中，上述的第一目標區域的照明結果包括第一目標區域的輝度以及光均勻度至少其中之一，照明系統的照明方法包括，依據照明結果預測模型以及第一目標區域的輝度以及光均勻度至少其中之一的變化調整第一照明光的照明特性，以使第一目標區域的照明結果符合預設規範。

在本發明的一實施例中，上述的第一照明光的照明特性包括第一照明光入射第一目標區域的入射角度、第一照明光的波長以及第一照明光的光強度至少其中之一。

基於上述，本發明實施例依據環境條件選擇對應的照明結果預測模型，並依據照明結果預測模型以及環境條件調整照明光的照明特性，以使目標區域的照明結果符合預設規範，如此便可即時地對應環境狀況進行照明調整，準確地達到預期的照明結果，進而大幅地提昇照明品質。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1是依照本發明一實施例的一種照明系統的示意圖，請參照圖1。照明系統包括照明裝置102、環境偵測單元104以及控制電路106，其中控制電路106耦接照明裝置102與環境偵測單元104。在本實施例中，照明系統為路燈照明系統，如圖2之本發明另一實施例的一種照明系統的示意圖所示，照明裝置102可提供照明光L1照射目標區域A1(在本實施例中，目標區域為道路表面區域)。

環境偵測單元104可偵測照明裝置102所在位置的環境條件，以產生第一環境資訊。控制電路106則可依據第一環境資訊選擇對應的照明結果預測模型，並依據照明結果預測模型以及第一環境資訊調整照明光L1的照明特性，以使目標區域A1的照明結果符合預設規範，預設規範包括至少一照明參數，例如輝度、照度、照射區域等等。如此依據環境條件選擇對應的照明結果預測模型，並依據照明結果預測模型以及環境條件調整照明光的照明特性，可即時地對應環境狀況進行照明調整，準確地達到預期的照明結果，進而大幅地提昇照明品質，並使目標區域的照明結果符合預設規範。

圖3是依照本發明一實施例的一種照明系統的照明方法的流程圖，請參照圖3。由上述實施例可知，照明系統的照明方法可至少包括下列步驟。首先，提供第一照明裝置，以提供照明光照射目標區域(步驟S302)。接著，偵測第一照明裝置所在位置的環境條件，以產生第一環境資訊(步驟S304)。然後，依據第一環境資訊選擇對應的照明結果預測模型(步驟S306)。最後，依據照明結果預測模型以及第一環境資訊調整照明光的照明特性，以使目標區域的照明結果符合預設規範(步驟S308)。

進一步來說，上述的環境偵測單元104可例如為影像擷取裝置，如電荷耦合器件（Charge Coupled Device，CCD）相機，然不以此為限，其可擷取目標區域A1的影像，以得到擷取影像(亦即第一環境資訊)。舉例來說，由於道路表面在不同狀態下的光反射特性不同，例如乾燥的道路表面與下雨天時潮濕的道路表面的光反射率不相同，亦或是道路表面的粗糙或平滑程度亦可能會影響光反射率。圖4A~圖4C是依照本實施例的照明結果預測模型的示意圖，在圖4A~圖4C的實施例中，圖4A對應最潮濕的道路表面(亦即目標區域A1)而圖4C則對應最乾燥的道路表面，如圖4A~圖4C所示，道路表面越乾燥，照射光入射道路表面後的光散射情形越嚴重，反射光的光強度越弱。

控制電路106可比對擷取影像與預設影像，依據其灰階度的差異來判斷目標區域的輝度差異，並依據光均勻度來判斷是否有眩光的情形產生，進而判斷目標區域A1的光反射特性，並選擇出對應不同道路表面狀態的照明結果預測模型。舉例來說，由於越潮濕的道路表面光散射的情形越輕微，因此在以相同的照射光照射潮濕程度不同的道路表面時，若擷取影像的影像越暗，代表亦即影像擷取裝置所接收到的散射光L1’越少，道路表面越潮濕，眩光的情形較容易產生。相反地，若擷取影像的影像越亮，代表影像擷取裝置所接收到的散射光L1’越多，道路表面越乾燥，眩光的情形較不容易產生，藉此，控制電路106可對應道路表面的狀態正確地選擇出對應的照明結果預測模型。由於照明結果預測模型可預測光散射到各個角度的情形，也就是說，控制電路106依據影像擷取裝置所擷取到的影像(其包括所接收的散射光L1’的亮度以及光分佈)，即可推估出入射到人眼E1(如用路人的眼睛)的輝度與光均勻度，如此便可依據照明結果預測模型以及擷取影像(第一環境資訊)中目標區域的輝度與光均勻度準確地調整照明光L1的照明特性，以使目標區域A1的照明結果符合預設規範。其中預設規範可例如為各國道路要求法規對於道路照明所要求的參數閥值，例如輝度、照度、照射區域等等。

其中，照明光L1的照明特性可例如包括照明光L1入射目標區域A1的入射角度、照明光L1的波長以及照明光L1的光強度至少其中之一。舉例來說，圖5是依照本發明一實施例一種照明裝置的示意圖，照明裝置502包括6個發光元件LS1~LS6(然不以此為限)，各個發光元件LS1~LS6可例如以LED陣列來實施，控制電路106可依據照明結果預測模型以及擷取影像來調整各個LED陣列中LED的發光個數以及所產生的照射光的波長，以控制各個發光元件LS1~LS6的發光強度(例如將發光元件LS1與LS2的發光能量分別調整為20%與40%)與照射光的波長。在部分實施例中，更可使各個發光元件LS1~LS6具有可轉動的機構或是反射板(未繪示)，藉由調整可轉動的機構或反射板的轉動角度來調整發光元件LS1~LS6位置或改變其光路，即可改變發光元件LS1~LS6所產生的照射光入射到目標區域A1的入射角度。

值得注意的是，天候狀況亦可能會影響控制電路106選擇照明結果預測模型。舉例來說，在起霧與未起霧的情形下，道路表面的潮濕程度差異可能不大，但擷取影像與預設影像的差異卻很大。在部分實施例中，第一環境資訊除了上述目標區域的光反射特性外，亦可更包括天候狀況的資訊。例如，環境偵測單元104可更包括溼度感測器，藉由配合影像擷取裝置與溼度感測器來感測是否有霧產生。當控制電路106判斷出有霧產生時，控制電路106可控制照明裝置102改變照射光的波長，以增加光穿透性，以達到較佳的照明效果，進一步提昇照明品質。

圖6是依照本發明另一實施例的一種照明系統的照明方法的流程圖。如上實施例所述，偵測第一照明裝置所在位置的環境條件可例如透過擷取影像的方式來實施，如圖6所示，在步驟S302後，擷取目標區域的影像，以獲得擷取影像(S602)，然後比對擷取影像與預設影像，以判斷目標區域的光反射特性(S604)。接著再依據目標區域的光反射特性來選擇對應的照明結果預測模型(S606)，其中照明結果預測模型可例如用以預測光照射到目標區域時的散射情形，在部分實施例可用以預測不同天候狀況下的照明情形，例如起霧時照明光的光穿透率，此外，目標區域的照明結果可包括目標區域的輝度以及光均勻度至少其中之一。最後再依據照明結果預測模型以及目標區域的輝度以及光均勻度至少其中之一的變化調整照明光的照明特性，以使目標區域的照明結果符合預設規範(S608)，例如調整照明光的照明特性以解決光亮度不足或產生眩光的問題，其中照明光的照明特性可例如包括照明光入射目標區域的入射角度、照明光的波長以及照明光的光強度至少其中之一。

圖7是依照本發明另一實施例的一種照明系統的示意圖，請參照圖7。在本實例中，控制電路106(在圖7中未繪示)可更參考臨近的照明裝置的環境資訊來進行照明光L1的照明特性的調整。如圖7所示，照明系統包括另一照明裝置702以及另一環境偵測單元704，照明裝置702與照明裝置702間隔一段預設距離(例如50公尺，然不以此為限)。照明裝置702以及環境偵測單元704的詳細實施方式與上述實施例類似，因此不再贅述。環境偵測單元704可將偵測照明裝置702所在位置的環境條件而產生的第二環境資訊(例如照明裝置702的照明光L2所照射的目標區域A2的擷取影像)傳送給環境偵測單元104，以使控制電路106可依據第一環境資訊、第二環境資訊選擇對應的照明結果預測模型，並依據照明結果預測模型、第一環境資訊以及第二環境資訊調整照明光L1的照明特性，以使目標區域A1的照明結果符合預設規範。由於照明裝置702與照明裝置702的位置相近，因此環境條件亦相近，控制電路106同時參考第一環境資訊以及第二環境資訊來進行照明光L1的照明特性的調整可降低環境條件誤判的情形發生。此外，在環境偵測單元104故障的情形下，控制電路106亦可依據臨近的環境偵測單元704所提供的第二環境資訊來進行照明光L1的照明特性的調整，大幅降低照明系統出現照明異常的情形，而可有效地維持照明品質。

圖8是依照本發明另一實施例的一種照明系統的照明方法的流程圖。在本實施例中，照明系統更包括第二照明裝置。亦即在步驟S304後，提供與第一照明裝置間隔預設距離的第二照明裝置(步驟S802)，第二照明裝置用以提供另一照明光照射其對應的目標區域。然後偵測第二照明裝置所在位置的環境條件，以產生第二環境資訊(步驟S804)，其中，第二環境資訊可例如包括目標區域的光反射特性以及天候狀況至少其中之一。接著再依據第一環境資訊與第二環境資訊選擇對應的照明結果預測模型(步驟S806)。最後再依據照明結果預測模型、第一環境資訊以及第二環境資訊調整照明光的照明特性，以使目標區域的照明結果符合該預設規範(步驟S808)。

綜上所述，本發明實施例依據環境條件選擇對應的照明結果預測模型，並依據照明結果預測模型以及環境條件調整照明光的照明特性，以使目標區域的照明結果符合預設規範，如此便可即時地對應環境狀況進行照明調整，準確地達到預期的照明結果，進而大幅地提昇照明品質。在部份實施例中，還可依據臨近的環境偵測單元所提供的第二環境資訊來進行照明光的照明特性的調整，以降低照明系統出現照明異常的情形，有效地維持照明品質。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

102、502、702‧‧‧照明裝置

104、704‧‧‧環境偵測單元

106‧‧‧控制電路

A1、A2‧‧‧目標區域

L1、L2‧‧‧照明光

L1’‧‧‧散射光

E1‧‧‧人眼

LS1~LS6‧‧‧發光元件

S302~S308、S602~S608、S802~S808‧‧‧照明系統的照明方法的流程步驟

圖1是依照本發明一實施例的一種照明系統的示意圖。 圖2是依照本發明另一實施例的一種照明系統的示意圖。 圖3是依照本發明一實施例的一種照明系統的照明方法的流程圖。 圖4A~圖4C是依照本實施例的照明結果預測模型的示意圖。 圖5是依照本發明一實施例的一種實施例的照明裝置的示意圖。 圖6是依照本發明另一實施例的一種照明系統的照明方法的流程圖。 圖7是依照本發明另一實施例的一種照明系統的示意圖 圖8是依照本發明另一實施例的一種照明系統的照明方法的流程圖。

Claims (14)

1. 一種照明系統，包括：一第一照明裝置，提供一第一照明光照射一第一目標區域；一第一環境偵測單元，偵測該第一照明裝置所在位置的環境條件，以產生一第一環境資訊，該第一環境資訊包括在該第一照明光入射道路表面之後的光散射的情形；以及一控制電路，耦接該第一照明裝置與該第一環境偵測單元，依據該第一環境資訊選擇對應的照明結果預測模型，依據該照明結果預測模型以及該第一環境資訊調整該第一照明光的照明特性，以使該第一目標區域的照明結果符合一預設規範，該預設規範包括至少一照明參數。
2. 如申請專利範圍第1項所述的照明系統，更包括：一第二照明裝置，與該第一照明裝置間隔一預設距離，提供一第二照明光照射一第二目標區域；以及一第二環境偵測單元，偵測該第二照明裝置所在位置的環境條件，以產生一第二環境資訊，將該第二環境資訊傳送給該第一環境偵測單元，該控制電路依據該第一環境資訊與該第二環境資訊選擇對應的照明結果預測模型，依據該照明結果預測模型、該第一環境資訊以及該第二環境資訊調整該第一照明光的照明特性，以使該第一目標區域的照明結果符合該預設規範。
3. 如申請專利範圍第1項所述的照明系統，其中該第一環境資訊包括該第一目標區域的光反射特性以及天候狀況至少其中之一。
4. 如申請專利範圍第3項所述的照明系統，其中該第一環境偵測單元包括一影像擷取裝置，該控制電路控制該影像擷取裝置擷取該第一目標區域的影像，以獲得一擷取影像，並比對該擷取影像與一預設影像，以判斷該第一目標區域的光反射特性，依據該第一目標區域的光反射特性選擇對應的照明結果預測模型。
5. 如申請專利範圍第1項所述的照明系統，其中該第一環境偵測單元包括溼度感測器。
6. 如申請專利範圍第1項所述的照明系統，其中該第一目標區域的照明結果包括該第一目標區域的輝度以及光均勻度至少其中之一，該控制電路更依據該第一目標區域的輝度以及光均勻度至少其中之一的變化調整該第一照明光的照明特性，以使該第一目標區域的照明結果符合該預設規範。
7. 如申請專利範圍第1項所述的照明系統，其中該第一照明光的照明特性包括該第一照明光入射該第一目標區域的入射角度、該第一照明光的波長以及該第一照明光的光強度至少其中之一。
8. 一種照明系統的照明方法，包括：提供一第一照明裝置，以提供一第一照明光照射一第一目標 區域；偵測該第一照明裝置所在位置的環境條件，以產生一第一環境資訊，該第一環境資訊包括在該第一照明光入射道路表面之後的光散射的情形；依據該第一環境資訊選擇對應的照明結果預測模型；以及依據該照明結果預測模型以及該第一環境資訊調整該第一照明光的照明特性，以使該第一目標區域的照明結果符合一預設規範，該預設規範包括至少一照明參數。
9. 如申請專利範圍第8項所述的照明系統的照明方法，包括：提供與該第一照明裝置間隔一預設距離的一第二照明裝置，該第二照明裝置提供一第二照明光照射一第二目標區域；偵測該第二照明裝置所在位置的環境條件，以產生一第二環境資訊；依據該第一環境資訊與該第二環境資訊選擇對應的照明結果預測模型；以及依據該照明結果預測模型、該第一環境資訊以及該第二環境資訊調整該第一照明光的照明特性，以使該第一目標區域的照明結果符合該預設規範。
10. 如申請專利範圍第8項所述的照明系統的照明方法，其中該第一環境資訊包括該第一目標區域的光反射特性以及天候狀況至少其中之一。
11. 如申請專利範圍第10項所述的照明系統的照明方法，其中偵測該環境條件的步驟包括：擷取該第一目標區域的影像，以獲得一擷取影像；比對該擷取影像與一預設影像，以判斷該第一目標區域的光反射特性；以及依據該第一目標區域的光反射特性選擇對應的照明結果預測模型。
12. 如申請專利範圍第8項所述的照明系統的照明方法，其中該第一環境資訊包括環境溼度。
13. 如申請專利範圍第8項所述的照明系統的照明方法，其中該第一目標區域的照明結果包括該第一目標區域的輝度以及光均勻度至少其中之一，該照明系統的照明方法包括：依據該照明結果預測模型以及該第一目標區域的輝度以及光均勻度至少其中之一的變化調整該第一照明光的照明特性，以使該第一目標區域的照明結果符合該預設規範。
14. 如申請專利範圍第8項所述的照明系統的照明方法，其中該第一照明光的照明特性包括該第一照明光入射該第一目標區域的入射角度、該第一照明光的波長以及該第一照明光的光強度至少其中之一。