[发明专利]集成图像识别和光谱探测设备以及通过光的光谱探测和图像识别来自动控制光的设定的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种特别适合监控光的设定的集成图像识别和光谱探测设备。本发明还涉及通过光的光谱探测和图像识别来自动控制光的设定，特别地涉及响应于图像识别和光谱探测来自动控制光的色点。

背景技术

在环境智能(ambient intelligence)的环境中的直观交互构成调节系统的用户友好方式，该系统诸如音响系统、电影信道或照明系统。由这种直观交互所引起的改变需要被监控以获得希望的效果，例如照明设备的调光、改变聚光灯或者增大音量。在照明系统的情况中，可以监控若干参数，诸如光的强度和颜色。直观交互的典型实例是橱窗中的照明：由于设定可能改变或者目标可能放置在不同点，可能有必要调节光的强度和/或光源的颜色，从而维持橱窗中的一定的照明效果。

特别是在现代照明系统中，白光由发光二极管(LEDs)产生，例如用红、绿和蓝(RGB)LED(或者更多的和/或不同颜色的LEDs)，光的颜色的监控是重要的，这是由于如果来自各个LED的光与来自其他LED的光适当组合，则来自LED的混合光仅引起白光的产生。这种基于LED的照明广泛地用于例如LCD背光照明、商用冷冻箱照明和白光照明的应用中。包括用于产生混合的白光的独立RGB光源的每个照明系统都存在疑难问题，这是因为各RGB光源的光学特性通常随温度、电源和老化而变化。例如，随着温度升高，LED表现如下行为：由典型的LED产生的光的光谱向更长波长移动，光强减小，并出现光谱展宽。随着典型的LED的正向电流的增大，出现光谱向更短波长移动并且强度增大。此外，老化具有这样的影响：光强减小，并出现光谱改变。而且，各LED显示了批次间的变化，其引起峰值波长扩展以及强度扩展。另外，各个LED的特性对于相同的LED制造工艺从一批到另一批以及从一个制造商到另一个制造商发生显著变化。因此，在没有适合的监控及反馈系统的情况下，基于LED的照明产生的光的质量可能显著变化并且不能获得白光的所需照明水平和所希望的颜色。

发明内容

本发明的目的是提供一种适于监控光的设定并提供用于控制光的反馈的设备，以及一种用于自动控制光(例如基于RGB的LED光)的设定的设备和方法。

为了实现以上定义的目的，本发明提供一种集成图像识别和光谱探测设备，其包括

-图像传感器阵列，其用于识别图像和运动，以及

-滤光结构，其覆盖所述图像传感器阵列的至少部分光敏面，用于过滤接收的光的光谱成分。

为了实现以上定义的目的，本发明还提供一种通过光的光谱探测和图像识别来自动控制光的设定的设备，其包括

-图像感测装置，其适于识别图像和运动，

-光谱探测装置，其适于探测接收的光的光谱成分，以及

-控制装置，其适于响应于识别的图像和运动以及光谱成分来自动控制由光源发射的光。

为了实现以上定义的目的，本发明还提供一种通过光的光谱探测和图像识别来自动控制光的设定的方法，其中

-图像感测装置识别图像和运动，

-光谱探测装置探测接收的光的光谱成分，并且

-控制装置响应于识别的图像和运动以及光谱成分来自动控制由光源发射的光。

根据本发明的特有特征提供的优点有：可以探测例如用于直观交互的目标的运动和光的光谱成分。因此，可以通过允许与系统的直观交互来增加使用复杂照明系统的舒适性，并且可以通过探测并监控照明系统的光谱成分来改进对于光设定的监控。特别地，根据本发明的集成设备提供的优点有：其在单个的设备中结合图像传感器阵列与滤光结构。这允许将两个部件电连接，从而不需要部件之间的单独的连接。这样的集成设备可以例如应用于有效控制复杂照明系统，特别是基于RGB LED的照明系统，同时也可以通过探测空间中诸如照明系统的用户的目标的运动来实现直观交互。例如，可以因此通过设备的图像传感器阵列来探测可用于指示光设定中所希望的改变的具体运动，并且光设定中所希望的改变(即颜色和强度的改变)可以由集成设备的光谱仪部分来监控。通过光的光谱探测和图像识别来自动控制光的设定的设备和方法提供的优点有：用于直观交互(例如用于改变光设定)的图像和运动可以被识别，并且同时可以通过探测给出关于设定改变的几乎立即反馈的光谱成分来探测所述设定的改变。这就允许制造提供直观交互以及对光设定的有效监控的照明系统。