[发明专利]根据目标光分布控制照明系统的方法

说明书

技术领域

本发明涉及控制具有多个可控光源的照明系统的方法以及因之的系统。 

背景技术

具有多个可控照明单元的照明系统现在正在用于办公室和商业应用，并且在不久的将来它的重要性还要增加，其中的这些可控照明单元是通过一个控制单元进行控制的。对于中期的和长期的办公室和商业照明可以预测，采用新的光源将能对于用户在颜色、亮度级别、光束的方向性、光束的形状、光束图案、或动态效果等方面提供广泛范围的新能力。在产生室内光效果方面的功能性和灵活性的这种加强对于照明情况的设计将导致较高级别的自由度。另一方面，必须设定的光源参数数目猛烈的增加，这将导致一个更加复杂的设立和操作程序。在先进的照明基础结构的这个方面，自动控制照明系统并将照明系统设定到期望的目标光分布的需要是存在的。 

在US2002/0015097A1中公开了解决这个问题的一种方案。这篇文献公开了一种照明控制设备，它能够自动地根据环境条件，即阳光、人的存在、和附加光源，来控制室内的照明系统。照明控制设备包含能够产生房间的电子图像的传感器。控制装置按照预先确定的亮度水平响应从电子图像取出的测量辐射值能够控制照明系统。 

所公开的照明控制设备的确提供一种自动控制，但不可能将照明系统自动地设定到用户指定的期望的照明情况。因此，本发明的一个目的是提供一种方法和一种系统，用于控制具有多个可控光源的照明系统，根据期望的目标光分布提供自动控制。 

发明内容

本发明的目的是通过根据权利要求1和10所述的用多个可控光源控制照明系统的方法以及根据权利要求12和13所述的用于控制照明系统的系统来解决的。从属权利要求涉及本发明的优选实施例。

为了操作照明系统，要使用一组控制指令。本发明能够实现根据用户指定的目标光分布自动产生用于控制照明系统的光源的控制指令。因此有益的是，不必手动地设定每个相关的可控光源的每个参数。用户只需要确定目标光分布，目标光分布在本发明的范围内被理解为：包括要用于环境如一个房间的期望照明情况的任何表示。目标的照明情况或期望的照明情况可以包括任何照明效果，并且因此例如包括具有不同颜色和亮度值的区域。目标光分布可以是任何合适的表示的形式，例如彩色比特图、数字值的阵列或矢量。目标光分布可以借助适当的设计装置如具有照明设计软件的计算机而设计出来。因此，按照本发明的系统可根据目标光分布自动产生用于照明系统的合适的一组控制指令。 

光源可以是任何合适的类型，如市场上可以得到的卤素照明单元、CDM照明单元、HID照明单元、UHP照明单元、OLED照明单元、或LED照明单元。每个光源的至少一个参数是可控的。这个参数的最简单情况可以是相应的光源的通/断状态。优选的是，光源在所发射的光的亮度方面也是可控的，即是可变暗淡的。最为优选的是，光源或光源组产生多种颜色的光，因而使所发射的光的颜色也是可控的。例如，在这里可以使用彩色高功率的发光二极管阵列。而且，还可以考虑摇头(moving-head)照明单元。 

在一般情况下，一组控制指令包括将可控光源的参数设定到确定值的命令。虽然可控光源的所有参数都是可以寻址的，但一组控制指令不必寻址所有光源或者甚至于不必寻址单个光源的所有参数。例如在一个大房间(如百货公司)内安装的照明系统中，用户可能只想设定百货公司的一个有限的区域内的光分布，因此控制指令只需寻址安装在该房间的这个区域内的可控照明单元。 

为了按照本发明的第一方面确定合适的一组控制指令，所述的方法包括具有一系列步骤的一个优化程序。 

在确定合适的一组控制指令的第一步，要获得代表一个或多个光源对照明所述的照明环境的一个或多个部分的作用效果的影响数据。在本发明的范围内，一个部分可以是照明环境的任何空间部分，例如一个环境内的一点，一个光点，一个小的区域，或者甚至于是例如是一个百货公司内的一个特定的销售区域。

在影响数据的上下文中，术语光源的“作用效果”指的是在观察空间内描述光源对目标(如反射壁)的影响的任何可测值。在一个简单的实施例中，这个值可以是几何图形的亮度分布，只描述光源照明某个目标或区域的强度。还可能有光谱信息，优选涉及颜色，但不必限于可见光范围。在一般情况下，可以将作用效果写成p(x，y，z，λ)，在这里p是在几何位置x，y，z测量的功率分布，λ是波长。优选的是，可以将彩色信息指定为RGB数据或RGBE数据。 

应当说明的是，虽然目标光分布和测量的作用效果优选采用同一格式(即优选包括在相同位置测量的相同参数)，但这不是必要的情况。