专利名称：用于控制和调节光系统的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于控制和调节光系统的方法，该光系统具有用于内部空间的主光群和至少一个辅光群。此外本发明涉及一种光系统，该光系统具有用于对内部空间进行照明的主光群和辅光群。
背景技术：
已知使用光系统来对内部空间进行照明。在此采用多个安置在内部空间的不同位置上、例如设置在天花板上的光群。还已知通过亮度传感器系统主动调节这样的光系统。在此证明为不利的是，所有光群都分别配备有自己的传感器和自己的调节设备。由此将这种设备以及这种调节方法的复杂性和还有成本提高到多倍。
已经建议将光系统的各个光群划分为一个主光群和一个或多个辅光群。在已知的方法中，为了控制这样的光系统提供唯一的传感器来调节主光群。辅光群与主光群固定有关地得到控制。换句话说，对于所述一个辅光群或多个辅光群来说预先给定固定因子，围绕该因子来依据用于主光群的调节参量匹配用于辅光群的调节参量。如果例如对于主光群来说预先给定通过传感器的调节参量以及相应的40%的调节，则对于每个辅光群依据固定因子来预先给定相应的固定调节参量。如果例如关于主光群的调节参量预先给定-10%的因子，则这意味着相应的辅光群获得40%减去10%、即30%作为调节参量。在已知方法的上述实施方式情况下不利的是这些方法不灵活。尤其是它们仅在确定的白天情形下、也就是在确定的和有限的光入射的情况下发挥作用。此外，这些方法所带来的缺点是，在没有任何外来光入射的情况下，也就是在夜晚或者在外来光入射小的情况下对内部空间进行不均匀的照亮。由于使用固定因子，辅光群永不能产生其完全的光度。确切地说，即使在内部空间外部全黑的情况下，也就是在外来光分量大约为0%的情况下，相应的辅光群也不会完全、也即达100%地照亮。这在对空间进行照亮时导致不期望的不均匀性。
发明内容
本发明的任务是至少部分消除已知方法和设备的上述缺点。本发明的任务尤其是提供一种用于控制和调节光系统的方法以及一种具有用于内部空间的主光群和辅光群的光系统，它们能够以成本低和简单的方式实现对辅光群的灵活控制。尤其是即使在完全缺乏外来光的情况下也应当能够通过主光群和辅光群实现对内部空间的均匀照亮。上述任务通过具有独立权利要求I的特征的方法以及通过具有独立权利要求13的特征的光系统来解决。本发明的其它特征和细节由从属权利要求、说明书和附图来得到。在此结合本发明的方法描述的特征和细节当然也适用于结合本发明的光系统，并且相应地反之亦然，从而关于各个发明方面的公开始终可相互参照。在本发明的用于控制和调节光系统的方法中，该光系统具有用于内部空间的主光群和至少一个辅光群，设置以下步骤
-检测在主光群的地点(Ort)处的亮度，
-确定针对主光群的主外来光分量，
-基于主外来光分量确定针对至少一个辅光群的辅外来光分量，
-基于辅外来光分量和用于至少一个辅光群的额定值来确定针对该辅光群的辅调节值。与已知的方法和光系统相比，通过本发明的方法提供辅调节值与所测量的主外来光分量的依赖性。在此情况下设置简单的控制链，从而不需要在辅光群和本发明的方法之间的反馈。更确切地说，主光群的地点处的亮度的唯一值既用于调节主光群，又用于控制辅光群。从而在整个光系统的复杂度小的情况下通过本发明的方法能够实现可以对各个辅光群进行灵活的控制。通过在辅调节值和主外来光分量之间存在依赖性，可以确保在内部·空间外部全黑时、也就是在主外来光分量大约为0%时辅光群的相应辅调节值可以升高到直至100%。由此可以在内部空间外部极为不同的照明情形时、尤其是也在内部空间外部全黑的情况下可以进行均匀的照亮。与此相应地，外来光分量、主外来光分量和辅外来光分量概念尤其是也可以称为日光分量、主日光分量和辅日光分量或者通过这些概念来代替。在本发明的范围中，“光群”应当被理解为具有至少一个可单独操纵或调节的发光装置的组。当然也可能的是，光群中的至少一个具有多于一个的发光装置。如果在内部空间中布置多个发光装置，则可以将所述多个发光装置优选可变地分配到各个群。例如，在空间的天花板中的一系列发光装置可以定义为主光群。或近或远地远离窗户定位的其它系列分别形成各个辅光群。各个光群的特征尤其是在于它们在内部空间中的位置。在此，特别优选地相对于外来光的入射位置(例如窗户)的位置对于分群到主光群和/或辅光群是重要的。此外优选地每个发光装置仅被分配到唯一的光群。在此，向各个光群的分配对于本方法来说是固定设定的。稍后还要对方法的各个步骤说出详细的看法。但是尤其要指出，如下实现辅调节值的灵活性，即确定辅外来光分量。该辅外来光分量又基于主外来光分量，从而辅外来光分量不是被测量的，而是从主外来光分量中确定的。与此相应地，从对亮度的唯一测量中确定主外来光分量以及一个或多个辅外来光分量的多个值。在本发明的范围中，“外来光”应当理解为不是由光系统本身产生的光。尤其是，在本发明范围中的外来光至少部分地是空间外部的日光。辅光群的额定值尤其是在辅光群的位置处的亮度额定值。在此可以有利的是，辅光群的额定值与所有辅光群的额定值相同和/或与主光群的额定值相同。优选地，为整个光系统设置共同的亮度额定值，从而对整个光系统实现均匀的照亮。这导致例如作为额定值期望的是100%的照亮。如果例如对于辅光群来说确定辅外来光分量是90%，则相应的辅光群只必须还提供10%的剩余光，从而确定相应的辅调节值。如果在另一个辅光群中确定辅外来光分量是40%，则作为辅调节值预先给定60%，从而在总和上期望的亮度额定值100%也在该辅光群的情况下达到。如上所述，通过这种方式实现对辅光群控制的动态化，从而在没有关于结构和测量的附加复杂性的情况下通过本发明的方法能够实现对辅光群的可变的和灵活的控制。本发明的方法可以如下被改进，即主外来光分量通过在没有外来光的情况下主光群的亮度曲线与分别关于主光群的主调节参量的所测量的亮度之间的比较来执行。尤其是通过该比较实现减法，使得从测量的亮度中减去根据在没有外来光的情况下主光群的亮度曲线的亮度。换句话说认为，所测量的亮度由至少两个组分组成。第一组分是外来光，也就是主外来光分量，和第二组分是由主光群产生的光。由于由主光群产生的光通过在没有外来光的情况下主光群的相应亮度群已知，因此可以从所测得的值减去该已知值，以通过简单的减法获得期望的主外来光分量。优选地这里这样进行调节，也就是在主光群的测量和操纵之间的反馈，使得在总和上实现亮度的额定值例如以标准版本100%。在此，这些值除了百分数的标准变量之外当然还可以作为绝对值说明，例如以单位[lux]为单位。此外可以有利的是，在本发明的方法中至少一个辅光群的辅外来光分量通过将主外来光分量与特定于该辅光群的因子相乘来确定。这里作为示例列举如何可以在没有附加测量的情况下针对每个辅光群确定、尤其是计算辅外来光分量。所述特定因子在此尤其是地点特定的。从而对于每个辅光群来说设置这样的因子。与此相应地，对于每个辅光群也使用特定于该辅光群的因子，从而对每个辅光群都实现自己的辅外来光分量。辅光群的数量在此是不受限制的。该因子是尤其是包含相应的辅光群与外来光的入射位置(即例如 窗户)的关系的特定因子。尤其是对于每个辅光群来说固定地预先设定该特定因子。该特定因子对于辅光群是特定的，但是对于整个光系统以及相应的内部空间也是特定的。如果光系统按照其它方式分布，辅光群按照其它方式分群或者在内部空间处光情形通过外来光的入射位置的变化而改变，则也必须对辅光群的特定因子进行匹配。有利的是，在本发明的方法中特定因子通过校准方法来确定，该校准方法考虑从外来光到内部空间中的入射位置与至少一个辅光群的外来光落差(Fremdlichtgefjil Ie)。通过这种方式对整个光系统进行校准，尤其是以校准曲线的形式。外来光落差例如可以通过照度计来记录。在此，外来光落差可以二维地、但是也可以三维地被记录。尤其是对于外来光可以考虑至入射位置(例如窗户)的直接或间接距离。可以有利的是，在本发明的方法中所述校准方法至少具有以下步骤
-对于主光群和对于至少一个辅光群在没有人工照明的情况下确定当前的外来光值，
-通过将针对至少一个辅光群的外来光值除以针对主光群的外来光亮度来确定针对至少一个辅光群的特定因子。上面的实施方式是在本发明的方法中针对校准方法的一种可能性。这里特定地实施将针对主光群和辅光群的白天值相互比较。该比较导致表不关于各个光群的外来光值的走向的百分值。由此也可以将这样的校准曲线理解为模拟内部空间中外来光的走向的参考曲线。当然，在本发明的方法中可以在一个、但是也可以在不同的多个时刻执行校准方法。有利的是，所述校准方法在本发明的方法中在不同的时刻多次执行。这些时刻在此优选地鉴于外来光情形而不同。从而所述时刻例如关于白天时间而不同，使得可以针对早上情形、中午情形和晚上情形创建校准曲线。关于季节、即夏季、冬季、秋季和春季的时刻也在不同的校准曲线方面在本发明的方法中通过校准方法是可设想的。在此，接着在多次执行校准方法之后可以对不同的校准曲线取平均，以获得唯一的校准曲线以用于执行本发明的方法。也可以产生多个取决于时间的校准曲线，这些校准曲线全部用于本发明的方法。因此可以有利的是，在本发明的方法中在确定辅外来光分量时使用取决于时间的特定因子。该特定因子的时间依赖性可以说与取决于时间的校准曲线相应。这意味着，控制和调节方法根据本发明也取决于时间地、尤其是取决于白天时间和/或季节地进行。换句话说，在上午的时刻使用与例如这在下午时情况不同的特定因子来确定辅外来光分量。还可以有利的是，在本发明的方法中，针对至少一个辅光群的特定因子涉及被标准化到主光群上的主外来光分量。这样的标准化意味着，主外来光分量例如在主光群的情况下被设置为I。与此相应地，针对较靠近窗户的辅光群的因子将大于1，而针对比主光群更远离窗户的辅光群的因子小于I。该标准化使随后的确定或计算步骤变得容易，从而在调节和控制设备中可以在执行本发明的方法方面实现进一步的成本减少。也有利的是，在本发明的方法中，在确定针对至少一个辅光群的辅调节值时在针对辅光群的地点处的亮度的额定值与辅外来光分量之间进行比较。该比较尤其是额定值减去辅外来光分量的减法。如已经讲述的，额定值在此优选与针对所有辅光群的额定值相同或者与针对主光群的额定值相同。由此例如力争取得100%的额定值，从而在辅外来光分量例如为60%时必须将辅调节值设置为40%，以达到该额定值。
同样可以有利的是，在本发明的方法中基于主外来光分量确定针对主光群的主调节值。由此本发明的方法既用于调节主光群，又用于控制辅光群。通过这种方式，所有光群共同地通过本发明的方法来控制或调节。根据本发明可以有利的是，主调节值在调节回路中应用，并且辅调节值在控制中应用。与较耗费的调节相比，将辅调节值应用于控制的耗费的减小在执行本发明的方法时带来了成本优点以及速度优点。尤其是，用于该方法的相应执行设备可以更简单地构造，并且线路在该执行设备和用于控制的辅光群之间的连接方面可以相应地更成本低地构造。由于对于辅光群需要多个控制来代替调节，因此可以弃用多个传感器，从而通过本发明的方法还减小光系统的复杂性。同样有利的是，至少一个辅光群的额定值与至少一个其它辅光群的额定值和/或主光群的额定值不同。由此，本发明方法的灵活性还可以进一步提高。尤其是也可以通过这种方式改变内部空间的、总是保持与外来光分量无关的照亮。从而例如可以向例如直接分配给工作场地的各个辅光群配备比其它辅光群更高的期望亮度额定值。同样地(Do)，在对内部空间照亮时可以实现已知的和期望的不均衡，而不影响对外来光分量的期望依赖性。本发明的另一个主题是具有用于对内部空间进行照明的主光群和至少一个辅光群的光系统。本发明的光系统的特征在于，设置亮度调节设备，其被构造用于执行本发明的方法。与此相应地，本发明的光系统带来了关于本发明的方法详细阐述的优点相同的优点。该亮度设备在此尤其是具有传感器，以便实现主光群的亮度的确定。对于每个光群来说例如在亮度调节设备中设置调光器，或者也对于每个辅光群单独地设置调光器，其可以利用相应的调节值由亮度调节设备操纵。可以有利的是，在本发明的光系统情况下将亮度调节设备布置在主光群中或者主光群处。主光群可以说可以被称为主群(Master)，而辅光群称为所谓的从群(Slave)。主光群在此用作最复杂的单元，其同时具有最高的价格。辅光群能够以任意数量分配给该主光群，而总体上不提高整个光系统的复杂性。在亮度设备情况下，为了方法的各个执行步骤优选设置各个单元。尤其是在亮度调节设备中构造比较单元、计算单元、确定单元、乘法单元和/或除法单元。
借助附图对本发明进行更详细的阐述。在此使用的术语“左”、“右”、“上”和“下”涉及具有正常可读的附图标记的附图的取向。其中示意性地
图I示出关于主光群的调节值的亮度的图形的表示，
图2示出本发明光系统的实施方式，
图3示出本发明方法的实施方式，
图4示出校准方法的实施方式，
图5a示出在本发明方法中确定方法的实施方式，以及 图5b示出用于校准方法的计算方法的实施方式。
具体实施例方式在图2中示意性示出本发明光系统10的实施方式。在该实施方式中，光系统10具有一个主光群20和三个辅光群30。图2的示意表示基本上示出内部空间100的截面，从而每个光群20，30都具有多个发光装置，这些发光装置作为行沿着与图2的图面垂直的轴布置。可以看出，内部空间100具有用作外来光的入射位置110的窗户。在内部空间100上绘制外来光的曲线，该曲线与外来光曲线相应。外来光的该外来光曲线例如可以通过以下方式确定，即对于多个位置在光系统10关闭的情况下照度计测量外来光的入射量。该外来光曲线尤其是取决于时间并且可以对于不同的白天时间和不同的季节被确定。在图2中还可以看出，对于每个辅光群30预先给定外来光的明确的值，即90%、40%和30%。由此确定外来光落差，基于该外来光落差可以预先给定特定因子作为参考曲线，以便从主外来光分量中确定相应的辅外来光分量。在图3中示意性示出本发明方法的实施方式。在第一步骤中确定主光群20的亮度。为此参照图2。在那里设置传感器，其在图2的示例中确定主光群情况下的亮度的值100%。接着确定主外来光分量。为此就像例如在图I中所示出的那样进行。对于主光群20已知如在无外来光的情况下走向的亮度曲线。在图I中用实线示出该曲线。如果现在测量亮度的值并且已知主光群的相应调节值，则关于主光群20的相应调节位置在无外来光情况下的实线和有外来光情况下的值(也就是所测量的值)之间的差作为主外来光分量的剩余部分。在图2中这是以下情形，其中主外来光分量是50%。基于该主外来光分量，可以产生主调节值，所述主调节值如下调节主光群，使得达到100%的额定亮度。接着如从图3看出的那样确定辅外来光分量。这基于主外来光分量进行。这种确定的一种可能性例如在图5a中示出。在那里在如已经针对图I阐述的那样确定主外来光分量之后在点2下方确定辅外来光分量。这里依据主外来光分量来计算辅外来光分量，其方式是将其与针对辅光群的特定因子相乘。例如，对于图2右方的第二辅光群30来说，该特定因子是O. 8。因此为了从所测量的、为50%的主外来光分量落到(auf…ko_en)针对该辅光群30的辅外来光分量，必须将50%与O. 8相乘，从而借助根据图2的剩余光曲线实现40%。在此要指出，这里是确定而不是测量，从而不需要用于相应的辅光群30的传感器。如在图3中和也在图5a中可以看出的，作为本发明方法的最后步骤采用对辅调节值的确定。该辅调节值是依赖于额定值以及辅外来光分量的函数。例如这可以通过比较来进行。作为额定值，在图2中例如对所有辅光群30共同地预先给定100%作为亮度。如果例如对于完全左边的辅光群30确定辅外来光分量是90%，则通过该函数和相应的比较算子或差提供辅光群的调节值，该调节值使得10%对于辅光群30来说是需要的，以便将剩余部分补足到额定值。由此实现灵活的分布，从而依据主外来光分量实现整个内部空间100上的额定亮度。因此依据唯一的测量值、也就是所测量的亮度和从中确定的针对主外来光分量的值来对全部辅光群30进行动态或灵活的控制。在图4和5b中示出校准方法的变型。根据该实施方式，既对主光群又对辅光群在外来光情况下以及光系统10关闭的情况下确定相应的外来光值。从中例如用根据图5b的公式作为除法得到用于相应辅光群30的因子。这优选对于每个辅光群30以及尤其是也在不同的时刻执行。在此，例如鉴于白天时间和/或鉴于季 节对时刻加以区分。在执行根据图5a的本发明方法时，在此可以优选使用特定于相应的辅光群30的因子，此外该因子还可以取决于时间。该时间依赖性使得可以也针对内部空间100中的入射位置110考虑不同的照射情形。对实施方式的上述描述仅在示例的范围内阐述了本发明。当然可以将实施方式的各个特征只要技术上有意义就自由地相互组合，而不脱离本发明的范围。附图标记列表 10光系统
20主光群
30辅光群
40亮度调节设备 100内部空间 110入射位置
权利要求
1.用于控制和调节光系统(10)的方法，该光系统具有用于内部空间(100)的主光群(20 )和至少一个辅光群(30 )，该方法具有以下步骤 -检测在主光群(20)的地点处的亮度， -确定针对主光群(20)的主外来光分量， -基于主外来光分量确定针对至少一个辅光群(30)的辅外来光分量， -基于辅外来光分量和针对至少一个辅光群(30)的额定值来确定针对该辅光群(30)的辅调节值。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，主外来光分量通过在无外来光情况下主光群(20)的亮度曲线与分别关于主光群(20)的主调节参量所测量的亮度之间的比较来执行。
3.根据上述权利要求I或2至少之一所述的方法，其特征在于，至少一个辅光群(30)的辅外来光分量通过将主外来光分量与特定于该辅光群(30)的因子相乘来确定。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述特定因子通过校准方法来确定，该校准方法考虑从外来光到内部空间(100)中的入射位置(110)与至少一个辅光群(30)的外来光落差。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述校准方法至少具有以下步骤 -对于主光群(20)和对于至少一个辅光群(30)在没有人工照明的情况下确定当前的外来光值， -通过将针对至少一个辅光群(30)的外来光值除以针对主光群(20)的外来光亮度来确定针对至少一个辅光群(30)的特定因子。
6.根据权利要求4或5之一所述的方法,其特征在于,在不同的时刻多次执行校准方法。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于，在确定辅外来光分量时使用取决于时间的特定因子。
8.根据上述权利要求3至7中至少之一所述的方法，其特征在于，针对至少一个辅光群(30)的特定因子涉及被标准化到主光群(30)上的主外来光分量。
9.根据上述权利要求中至少之一所述的方法，其特征在于，在确定针对至少一个辅光群(30)的辅调节值时在针对该辅光群(30)的地点处的亮度的额定值与辅外来光分量之间进行比较。
10.根据上述权利要求中至少之一所述的方法，其特征在于，基于主外来光分量确定针对主光群(20)的主调节值。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，主调节值在调节回路中应用，并且辅调节值在控制中应用。
12.根据上述权利要求中至少之一所述的方法，其特征在于，至少一个辅光群(30)的额定值与至少一个其它辅光群(30)的额定值和/或主光群(20)的额定值不同。
13.具有用于对内部空间(100)进行照明的主光群(20)和至少一个辅光群(30)的光系统(10)，其特征在于，设置亮度调节设备(40)，其被构造用于执行具有根据上述权利要求中至少之一的特征的方法。
14.根据权利要求13所述的光系统(10)，其特征在于，亮度调节设备(40)布置在主光群(20)中或者主光群(20)处。·
全文摘要
本发明涉及一种用于控制和调节光系统(10)的方法，该光系统具有用于内部空间(100)的主光群(20)和至少一个辅光群(30)，该方法具有以下步骤检测在主光群(20)的地点处的亮度，确定针对主光群(20)的主外来光分量，基于主外来光分量确定针对至少一个辅光群(30)的辅外来光分量，基于辅外来光分量和针对至少一个辅光群(30)的额定值来确定针对该辅光群(30)的辅调节值。
文档编号G05D25/02GK102955484SQ20121029349
公开日2013年3月6日 申请日期2012年8月17日 优先权日2011年8月17日
发明者P.费尔斯特尔, C.米尔芬茨尔 申请人:西门子公司