光源的制作方法

专利名称：光源的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光源，其具有多个光元件以及用于控制所述多个 光元件的控制系统。
背景技术：
在图1中示意性地示出了一种传统的光源。其具有多个光元件(比
如RGB元件)107;即生成红色光的元件、生成绿色光的元件以及生成 蓝色光的元件。当被组合时，所述各光元件107能够提供具有任何所 期望的颜色的发射光。为了获得发射光的所期望的颜色或特性(其通 常被定义为色点)，在所述光源101中包括控制系统。
所述控制系统的一个主要部分是光源控制器103，其计算用于所有 所述光元件107的单独驱动信号并且把所述各单独驱动信号馈送到各 单独光元件107 (更具体来说是馈送到其驱动器105)。这是通过光源 总线109实现的，其中所述光源控制器103连续寻址各光元件107。所 述控制器的功率消耗较高，因为其与永久性接通的(简单)计算机相 当。

发明内容
本发明的一个目的是提供一种光源，其中所述控制系统具有降低 的功率消耗。
上述目的是通过一种如权利要求1所限定的根据本发明的光源实 现的。
本发明基于这样一种认识分布式控制器网络相对于集中式结构 可以节省功率。
因此，根据本发明的一方面，提供一种光源，其具有多个光元件 以及用于控制所述多个光元件的控制系统。所述控制系统包括
多个光元件控制器，其分别连接到对应的其中 一个所述光元件并 且被设置成获得光元件数据；以及
总线接口，其通过光源总线连接到所述光元件控制器，其中所述总线接口被设置成向所述光元件控制器提供一般命令，并且所述光元 件控制器被设置成基于所述一般命令和所述光元件数据生成光元件驱 动信号。
通过分散计算能力，所述总线接口的结构被简化成一种非常简单 的结构，其不需要计算对应于每一个光元件的单独驱动信号。因此可 以大大降低频率要求。此外，每一个单独光元件控制器只需要执行对 应于单一光元件的计算，这也可以大大减轻现有技术的中央控制器的 负担。而且这通常还意味着可以降低所述控制器的供电电压。虽然控 制器的数目增多，但是针对现有技术的所提到的改变仍然导致总功率 消耗的降低。应当注意到，"光元件，，可以被理解为单一发光器(这 是典型情况)以及由相同的驱动信号同时驱动的一组发光器。
此外，在所述光源总线上发送的数据量被大大减少。
根据如权利要求2所限定的所述光源的一个实施例，所述光源总 线被设置在广播模式下。本实施例的一个优点在于，在一次操作中把 所述一般命令简单地广播到所有光元件。例如可以与现有技术的单独 寻址相比较，在现有技术的单独寻址中，为了向所述光源内的所有N 个光元件发送命令，所述命令频率必须是本实施例的N倍高。此外， 在现有技术光源中，所述光源总线既传送地址又传送复杂的数据信息， 而根据本实施例，所述光源总线仅仅传送简单的数据信息。
根据如权利要求4所限定的所述光源的一个实施例，所述控制器 可以被单独关断。例如每当 一种或多种颜色不被使用时就可以这样做。 这样可以进一步降低功率消耗。
根据如权利要求5所限定的所述光源的一个实施例，从所述总线 接口向所述各光元件控制器发送总体光设置。这是对根据本发明的分 布式控制器结构的典型的有利使用。所述光设置例如可以是色点、饱 和度、色调和/或亮度。
根据如权利要求6所限定的所述光源的一个实施例，每一个光元 件控制器具有光元件存储装置。可以预先存储所述光元件数据以及/或 者在所述光源的操作期间从外部源接收所述光元件数据。
根据如权利要求7所限定的所述光源的一个实施例，把符号标签 用作在发送所述一般命令时获得某种程度的选择的简单装置。但是取 决于被包括在所述命令中的符号标签的类型，可以选择从零到所有光元件当中的任何一种。
根据如权利要求9所限定的所述光源的一个实施例，每一个光元 件控制器能够在所述光元件的内部状态发生改变的情况下重新定义相 关联的符号标签。
此外，根据本发明，还提供一种如权利要求IO所限定的包括多个 光源的照明器。被包括在所述照明器中的照明器控制器把所述一般命 令传送到所述各光源的总线接口 。
根据如权利要求11所限定的所述照明器的一个实施例，所述照明 器控制器包括效果翻译器，其被设置成接收体验数据并且将其翻译成 至少一种效果，所述效果又被实现为其中包括一个或多个一般命令的 一系列 一般命令。体验数据涉及到所述照明器的用户作为来自所述各 光源的输出的结果所应得到的体验，比如柔和的晚光、夜间黑暗、明 亮的工作光等等。 一种效果涉及到所述光源的一种设置，比如调光、 闪烁、发射特定颜色等等。
根据如权利要求13所限定的所述照明器的一个实施例，所述照明 器控制器也具有符号标签解释器，其按照与所述光源的总线接口中的 符号标签解释器类似的方式操作。
此外，根据本发明，还提供一种如权利要求14所限定的照明器系 统。所述照明器系统包括多个照明器和连接到所述各照明器的系统控 制器。所述系统控制器把关于所提到的体验的输出数据发送到所述各 照明器控制器。
根据如权利要求15所限定的所述照明器系统的一个实施例，所述 输出数据是被寻址到所选的各单独照明器的各单独体验命令。在这一 级别上的寻址的功率消耗不很高，并且在有应当被不同地设置的照明 器的情况下是有利的。但是另一方面，在如权利要求16所限定的另一 个实施例中，所述输出数据被广播到所述各照明器，这是同时向多个 照明器发送相同命令的一种高效的方式。
根据如权利要求17所限定的所述照明器系统的一个实施例，为所 述系统控制器提供符号标签发生器，其生成在如上所述的系统中被处 理的所述符号标签。
一般来说，本发明的特征在于一种针对照明系统的控制器。命令 接收电路被设计成接收照明命令消息。所述消息的格式包括标签值和指令值。所述标签值指定该消息所针对的照明设备的物理属性。所述 指令值指定将由该消息所针对的照明设备采取的动作。所述命令接收 电路具有标签比较电路，该标签比较电路被设计成检测其标签值对应
于所述照明设备的消息。照明设备控制电路被设计成接受具有所检测 到的相应标签值的消息的指令值，并且作为响应输出用于控制所述照 明设备的各照明元件的指令值。
一般来说，本发明的第二方面的特征在于一种针对照明系统的控 制器。命令接收电路被设计成接收照明命令消息。所述消息的格式包 括指定将由该消息所针对的照明设备所引发的人类情绪体验的指令 值。照明设备控制电路被设计成接受具有所检测到的相应标签值的消 息的指令值，并且作为响应把所述情绪体验翻译成用于控制所述照明 设备的各照明元件的特定电平值。
本发明的实施例可以包括以下特征当中的一个或多个。可以有多 个光元件控制器，其分别与对应的其中一个所述光元件相连。至少一 些所述光元件控制器可以包括光元件数据存储装置，其包含对应于该 光元件的所存储的校准数据。可以在广播模式下发出所述消息。存储 电路可以被设计成存储与所述照明元件相关的校准数据，并且所述光 元件控制电路可以被进一步设计成基于所述校准数据生成所述照明元 件驱动信号。由所述标签所指定的属性可以是所述照明设备的位置或 者是所述照明设备的能力。可以用几种不同类型的标签来给所述光设
备加标签。所述光元件可以是固态光源或LED。可以在接通与关断状态 之间单独切换所述光元件控制器。所述指令可以包括颜色设置。所述 光元件控制器可以包括状态监视器，其能够在所述光元件的内部状态 发生改变的情况下重新定义所述至少一个符号标签。除了所述标签指 定之外，所述控制器还可以具有地址，并且可以通过命令向所述控制 器发出命令。所述控制器可以是照明器控制器、房间控制器或者建筑 物控制器。
参照下面描述的实施例，本发明的上述和其他方面、特征及优点 将变得显而易见。


下面将参照附图更加详细地描述本发明，其中图l是现有技术光源的示意图2是根据本发明的光源的一个实施例的方框图3是根据本发明的照明器系统的一个实施例的方框图4是照明器系统的另一个实施例的方框图5是图4的照明器系统中的照明器的一部分的方框图6是示例性建筑物照明系统的方框图7是照明器系统的方框图8的图7的照明器控制器的一部分的方框图。
具体实施例方式
参照图2，光源201的一个实施例包括总线接口 (BUS IF) 203， 其通过光源总线209连接到几个光元件控制器213。所述控制器被用于 使得所述光源201发射例如在颜色和强度方面具有所期望的特性的光。 所述光源总线被设置在广播模式下，这意味着来自所述总线接口 203 的输出被同时发送到所有光元件控制器213。
每一个光元件控制器213连接到光元件207的一个驱动器205。在 所示出的实施例中有几个分别具有三种不同颜色(即红色(R)、绿色 (G)和蓝色(B))当中的一种的光元件207，并且在图2中示出了每 一种颜色的一个光元件207。所述光元件207例如是LED，但是任意固 态光(SSL)元件都被合并在本发明的范围内。此外，本发明还适用于 传统的光源(TL、 HID等等)以及具有可控光元件的混合光源。每一个 光元件控制器213具有存储装置214，其中可以存储对应于该光元件 207的光元件数据，比如峰值波长、通量以及温度行为。所述光元件数 据被预先存储在所述存储装置214中，并且源自LED面元划分 (binning )及LED制作数据。此外还有可能借助于外部数据输入端215 来更新所存储的光元件数据，所述存储装置可以从一开始就是空的， 并且在第一次需要时为其加载所述光元件数据。作为一个替换实施例， 取代从所述存储装置214获得所述光元件数据，所述光元件控制器213 从位于所述光源外部或其内部的另一个源直接获得所述光元件数据。
根据本发明的光源201的一个优点在于，由于所述控制功能是分 布式的并且所述光源总线209操作在广播模式下，因此可以很容易扩 展所述光源。换句话说，很容易添加光元件而无需重新编程任何总线接口 203等等。从下面可以明显看出，所述可扩展性在更高级别上甚 至更为突出，比如具有几个光源的照明器或者具有几个照明器的光系 统。因此，所述光系统是有利地模块化的。
所述光源控制如下操作。所述总线接口 203向各光元件控制器213 广播一般命令，其通常包括对应于各光元件207的总体光设置。每一 个光元件控制器213具有计算对应于其所连接到的光元件207的特定 驱动信号数据的能力。因此，基于所述光元件通过所述光元件总线209 所接收到的一般命令以及从所述存储装置214读取的光元件数据，每 一个光元件控制器213随后确定对应于其所连接到的特定光元件的单 独驱动信号，并且向所述光元件驱动器205施加所述驱动信号。所述 光元件驱动器205随后相应地设置到所述光元件207的驱动电流。更 具体来说，优选地应用本领域技术人员所知的矩阵计算以便把所述光 设置转换成已调制的驱动电流，所述已调制的驱动电流被馈送到各光 元件207。用于驱动所述各光元件207 (即调制其驱动电流)的方法可 以是任何已知的或未来的方法，比如对驱动电流的PWM(即脉冲宽度调 制)、AM、 FM、 PCM等等。
由于所述总线接口 203是"哑的"(也就是说其不需要用于执行 计算的计算能力)，因此其结构可以非常简单。此外，其仅仅被用于 广播命令，这意味着其也不需要任何寻址能力。所述控制器的"智能" 已经被移动到每一个单独的光元件控制器213中。但是由于每一个光 元件控制器213只需要服务于与其直接连接的单一光元件，因此其性 能需求与现有技术光源控制器103相比显著降低。在所述总线接口 203 方面，其例如在低于现有技术光源控制器103的电压电平下操作，比 如1. 5V供电电压而不是2. 5V。也可以用1. 5V给所述光元件控制器213 供电。应当注意到，这仅仅是实际实现方式的一个非限制性实例。此 外，与现有技术光源相比，必要的总线速度或时钟频率要低得多，并 且可以减小以比特计的总线宽度，从而还可以降低所述结构的功率消 耗和复杂度。
一个完整的照明系统包括许多光源，并且可以被视为结构化在几 个级别上。把所述光源视为一个特定级别。于是在一个更高级别上有 包括多个光源的照明器，并且在一个还要更高的级别上有包括多个照 明器的照明器系统，正如图3和4所示出的那样。该照明器系统级别通常是房间级别，或者甚至建筑物级别。
因此，在图3的照明器系统的一个实施例中，所迷照明器系统301 包括房间控制器或建筑物控制器302，其通过系统总线304连接到几个 照明器303、 313。更具体来说，所述房间控制器302连接到每一个照 明器303、 313的照明器控制器305、 315。每一个照明器控制器305、 315又通过照明器总线311、 321连接到多个光源307、 317的总线接口。 所述各光源307、 317具有如上所述的相同构造。所述照明器控制器 305、 315被设置成向所述各光源307、 317广播一般命令，所述光源按 照上面已经描述的方式处理所述一般命令。每一个照明器305、 315又 接收来自所述房间控制器302的输入数据。所述输入数据是被称作体 验数据或体验命令的高度抽象形式。前面已经结合发明概要给出了体 验的实例，更多的实例有"冷水"、"浪漫"、"聚会"等等。例如 在amBIENT杂志中描述的来自Philips的amBX (环境体验)协i义可以 被用于描述所述体验。在最高级别上，所述房间控制器302具有用户 接口 ，所述照明器系统的用户通过该用户接口按照期望从一个可用体 验列表中选择体验。替换地或附加地，所述房间控制器302是可编程 的，从而用户有可能定义个人体验。可选地，所述用户接口还具有无 线输入端。在接收到来自所述房间控制器302的输入之后，每一个照 明器控制器305、 315借助于所述效果翻译器309、 319把所述体验命 令翻译成一种效果。针对这种功能，所述照明器控制器305、 315把预 先存储的翻译数据保存在其存储器中。作为结果，所述照明器控制器 309、 319向所述光源307、317发送一条一般命令或者一系列一般命令。 这意味着所述效果被实现为总体光设置，并且为了执行所述效果，可 能需要在时间上分隔开的几种不同光设置。例如， 一种体验可能要求 在不同颜色之间反复变换，直到由所述房间控制器302命令另一种体 验为止。
在所述照明器系统301的一个替换实施例中，所述系统总线被设 置在寻址模式而不是广播模式下。也就是说，所述房间控制器302采 用单独的照明器地址以便向一个或多个所选照明器305、 315发送体验 命令。
此外，本发明还包括对标签的使用，正如下面参照图4和5所解 释的那样。在采用符号标签的照明器系统401中，所述房间控制器402发送加有一个或多个符号标签的体验命令。符号标签充当所述命令的
限定符(qualifier )。可以把多个符号标签附着到单个命令上。此外， 连接到所述系统总线404的多个照明器控制器405、 415可以对相同的 符号标签做出响应。可能的替换方案还有使用使得所有照明器控制器 405、 415都做出响应的特殊符号标签，以及使用使得所有控制器405、 415都不做响应的特殊符号标签。后一种情况对于诊断目的将是有用 的。每一个照明器控制器405、 415具有符号标签解释器406、 416，其 能够解释所述符号标签并且检查所述照明器405、 415是否具有相应的 有效符号标签。如果答案是肯定的，则接受并且处理所述体验命令。 当所述照明器405、 415作为所述体验命令的结果通过所述照明器总线 411、 421向所述照明器403、 413的光源407、 417发送一条或多条一 般命令时，所述一般命令也包括符号标签。每一个光源407、 417的总 线接口包括标签解释器408、 418，其按照与所述照明器控制器405、 415类似的方式解释附属于每一条一般命令的符号标签。
所述标签解释器501的一个实施例包括多个有效符号标签505 A.T.l， A.T. 2，…A.T.n，其被存储在所述照明器控制器存储装置中。 在所述标签解释器501处从标签总线511上接收到来命令的符号标签， 并且将其馈送到多个比较元件507,其中每一个比较元件对应于一个存 储位置，该存储位置保存符号标签或者为空但是为符号标签保留，所 述符号标签可以是有效的或无效的。所述比较元件507分别输出逻辑1 或O到或门510，其与所述比较元件507 —起被包括在比较器单元509 中。如果在所接收到的符号标签与所存储的一个或多个有效符号标签 505之间出现任何匹配，则所述或门510通过使能连接515输出逻辑1 到命令解释器503，该命令解释器503从而被使能并且解释在命令总线 513上接收到的命令。通过使用符号标签可以把所述总线设置在广播模 式下，同时仍然获得选择性通信。
参照图6，作为一个应用实例，假设一个如上所述的建筑物/房间 控制器302或402被用作建筑物控制器603，其用于控制具有几个房间 605、 607、 609的一整座建筑物的照明系统601。于是每一个房间中的 子照明系统包括连接到所述建筑物控制器603的房间控制器605a、 607a、 609a，以及分别连接到所述房间控制器605a、 607a、 609a的至 少一个照明器605b、 c; 607b; 609b、 c、 d，正如上面所解释的那样。所述建筑物控制器603被用于输入整个系统的公共数据，所述数据在 适当情况下被分发到所述各房间控制器605a、 607a、 609a。可选地， 单独的房间数据也通过所述建筑物控制器603被输入，并且随后被分 发到相关的房间控制器605a、 607a或609a。
此外假设所使用的实施例采用了符号标签，并且已经把个人设置 编程到所述系统中。此外在该实例中还利用所述房间控制器605a、 607a、 609a的无线(优选地是无线电)输入端。当其个人数据被存储 在所述照明系统601中的一个人进入房间605时，他/她的保存在无线 通信单元中的标识(ID)被无线发送到所述房间控制器605a的无线输 入端。所述ID信号在所述房间照明系统601的符号标签解释器中安装 或激活这个人的个人符号标签。所述建筑物控制器603随后广播附有 这个人的符号标签的个人光设置。只有这个人当前所在的房间605才 匹配所述符号标签。所述照明器605a、 605b等的照明器控制器使得所 述光源根据所述个人光设置发光。当这个人离开该房间605时，他/她 的个人符号标签被从该特定房间的房间照明系统的符号标签解释器移 除。结果，个人优选的光设置在整座建筑物内都跟随这个人，而不需 要中央控制器(比如所述建筑物控制器603 )知道这个人的实际位置。 因此，所述ID和相应的符号标签的安装及移除是局部的限于房间的交 互。
一个人的优选光设置可以与这个人的心情(例如浪漫)、年龄(例 如用更亮的光补偿逐渐削弱的视觉)、活动(例如当这个人在游戏机 上玩游戏时，照明直接与游戏中发生的事件和环境相关联)相关。
参照图7,照明网络和照明器系统中的控制器采用标签来指定应当 对控制消息做出响应的那些照明器100、 102。中央控制器110 (例如 用于一个房间内的照明器100、 102的控制器)发送加有一个或多个符 号标签124的消息122。每一个符号标签124充当消息122的限定符， 从而使得连接到网络120的每一个照明器控制器130、 132识别出与存 储在照明器控制器130、 132的存储器140、 142中的符号标签相匹配 的符号标签124。符号标签值可以对应于特定照明器的位置和/或照明 能力，并且特定消息122可以针对满足所述标签的房间内的所有照明 器。例如，标签值可以被分配来指定房间的北侧和南侧以及照明器是 否可以发射具有可变白色温的光，并且可以发送一条消息来提高该房间北侧的色温。与所指定的标签相匹配的那些照明器做出适当响应。
照明器可以设置有通过照明器总线150、 152连接到几个光元件控 制器160、 162、 164、 166的照明器控制器130、 132。光元件控制器 160、 162、 164、 166可以控制光源180、 182、 184、 186的输出，以 便发射具有所期望的特性(例如颜色和强度)的光。光元件180、 182、 184、 186可以具有不同的颜色，例如红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)。 每一个光元件控制器160、162、164、166可以连接到相应的光元件180、 182、 184、 186或光元件组的驱动器170、 172、 174、 176。 一般来i兌， 连接到单一驱动器170、 172、 174、 176和光元件控制器160、 162、 164、 166的光元件可以具有相同的颜色。由更高级别控制器向较低级别控制 器发出的命令(例如从中央控制器110到照明器控制器130或者从照 明器控制器130到光元件控制器160、 162、 164)可以是对于所述照明 器的用户希望作为来自各光源的输出的结果而得到的体验的非常高级 别的描述，所述体验例如有柔和的晚光、夜间黑暗、明亮的工作光、 "冷水"、"浪漫，，、"聚会"等等。所述较低级别控制器可以把所述 高级别描述命令翻译成驱动光元件180、 182、 184的电平命令。
中央控制器110可以是具有输入和输出能力的微处理器，所述输 入和输出能力允许用户定义用在房间或建筑物中的适当标签和命令， 并且允许把标签分配给特定的照明器100、 102。
照明网络120可以是任何传统的或专用的总线结构，例如在EP 0 482 680 "Programmable illumination system (可编程照明系统)，, 或者DMX-512(参见United States Institute for Theater Technology Inc. DMX512/1990 Digital Data Transmission Standard for Dimmers and Controllers)中描述的RS-232、 RS-422、 RS-485、 X10、 DALI 或MCS100总线结构。通常被用于局域网的物理层实现方式或者类似的 几十到几百米通信通常可能是优选的。所述EP， 680专利以及对应于 这里提到的各种已知协议的规范被合并在此以作参考。
系统总线120上的消息122可以在广播模式下被发送，从而来自 中央控制器110的消息可以同时为所有照明器控制器130、 132获得。
对应于消息122的格式可以是实现所期望的最终结果的任何格式。 在某些情况下，消息122可以被打包在DMX-512分组中。在其他情况 下，可以用分组^R头、 一组标签124以及一个或多个命令值126来定义专用分组形式。
标签值124可以由照明系统组件的制造商提供，其中例如所迷标 签涉及到特定照明器的能力；或者可以由单独的用户定义标签值124， 其中例如所述标签涉及到所述照明器的安装位置。
根据如权利要求8所限定的所述光源的一个实施例，每一个光元 件控制器能够在所述光元件的内部状态发生改变的情况下重新定义相 关联的符号标签。
加有标签的消息格式可以允许很容易地扩展所述照明网络，这是 因为加有标签的消息格式可以允许把控制功能分布在各组件上，并且 可以允许系统总线120操作在广播模式下。之所以能有可扩展性是因 为可以更加容易地添加光元件而无需重新编程任何中央控制器等等。 既可以在较低网络级别上也可以在更高网络级别上增强可扩展性，比 如具有几个光源的照明器或者具有几个照明器的光系统。
命令值126的形式可以是绝对值端点或增量。例如"返回当前条 件A，，、"返回预设条件B"、"变亮，，、"变暗，，、"更红"、"更 蓝，，、"更高饱和度，，、"更低饱和度，，、"返回默认白色，，等等。 其他命令值126可以涉及到上面所讨论的体验。例如，来自Philips 的已知的amBX协议可用于描述所述体验。其他命令值126可以涉及到 所述光源的设置，比如调暗、闪烁、发出特定颜色等等。
每一个照明器控制器130、 132解释总线120上的消息122的标签 124，并且检查其照明器100、 102是否应当做出响应。例如，照明器 控制器130、 132可以具有标签存储库140、 142，其存储照明器IOO、 102应当对之做出响应的标签。如果所述标签匹配，则接受并且处理消 息122。
参照图8，照明器控制器130的标签检测器可以包括存储在标签存 储库140中的多个有效符号标签A. T. 1， A.T.2，…A.T.n。到来消息 122的符号标签124可以由照明器控制器130接收到并且被馈送到各比 较器507，其中的每一个比较器对应于标签存储库140中的一个可以是 有效或无效的位置。可替换地，照明器控制器130的软件可以顺序地 循环通过标签存储库120,以便把每一个标签与所接收到的符号标签 124进行比较。各比较器507分别输出逻辑1或O到或门510。如果任 何所接收到的符号标签124与标签存储库140中的任何标签相匹配，则或门510输出逻辑1到消息解释器503，该消息解释器从而被使能并 且解释来自消息122的所接收到的命令126。通过使用符号标签允许选 择性地接收消息122及其组成命令126，尽管所述总线广播所有消息。 再次参照图7，取决于消息122中的标签值124，可能出现没有照 明器、全部照明器或者介于二者之间的任何数目的照明器根据消息采 取动作的情况。在某些情况下， 一个特殊符号标签值可以指定所有照 明器控制器130、 132都应当做出响应，而另一个特殊符号标签值则可 以指定所有控制器130、 132都不应做出响应。后一种情况对于诊断目
的可能是有用的。
在某些情况下，照明器控制器130、 132可以是"哑"控制器，其 仅有的功能是识别出应当由该控制器的照明器100、 102做出响应的消 息122,并且把所述消息继续传递到所述光元件控制器10、 162、 164、 166以供其完全解释所述消息并且据此采取动作。在这种情况下，照明 器控制器130、 132只有很少的责任或者没有责任来协调光元件180、 182、 184、 186的光输出或者确定对应于特定光元件180、 182、 184、 186的电平；相反，该计算被向下推到光元件控制器160、 162、 164、 166。
在其他情况下，照明器控制器130、 132可以是"聪明的"。例如， 照明器控制器130可以负责解释消息122并且将其呈现成对应于光元 件180、 192、 184的绝对光级。
照明器总线150、 152可以是适用于该目的的任何总线结构。例如， 在Phares等人的标题为"Controlled Lighting System (受控照明系 统)"的美国专利No. 5, 420, 482的图7中示出的多路复用的数据线 可能有益于减少被用来互连各控制器的导线数目。Phares ， 482的便 宜的总线结构可能会引入伪像，但是这在典型的照明应用中可能是无 害的。其他总线结构可以具有不同的一组折衷，但是可能同样适用。
一个完整的照明系统可以具有许多光源，并且可以被视为结构化 在几个级别上。例如，照明器控制器130与其光元件控制器160、 162、 164之间的关系可以被视为类似于中央控制器110与照明器控制器 130、 132之间的关系。类似地， 一整座建筑物可以具有一个指示对应 于特定房间的控制器的控制器。这种相似性可以允许在各级别上适用 类似的技术。在其中利用所述多级别相似性的情况下，照明器总线150、 152上 的消息可以类似于系统总线120上的消息，其仅仅针对高级别"概念，， 而不是绝对照明电平。这可能是其中照明器控制器130、 132为"哑" 并且计算责任被委派给光元件控制器160、 162、 164、 166的情况。在 这些情况下，可以在照明器总线150、 152上同时向所有光元件控制器 160、 162、 164、 166广播来自照明器控制器130、 132的消息。在某些 情况下，可以按照类似于消息122的形式给照明器总线150、 152上的 消息加标签，并且各单独的光元件控制器160、 162、 164、 166可以具 有标签比较器，从而其基于所述标签对所述消息做出响应。
在其他情况下，照明器总线150、 152上的消息可以携带其他类型 的消息，例如按照美国专利No. 5, 420, 482中讨论的方式携带将由光 元件180、 182、 184、 186输出的绝对照明电平。
在某些情况下，按照针对具有指定功能的照明器的一般命令的形 式发送照明命令可以减少在系统总线120和照明器总线150、 152上发 送的数据量。
光元件控制器160、 162、 164、 166可以接收由照明器控制器130、 132广播的消息。这些广播消息可以是一般命令，其通常暗示对应于光 元件180、 182、 184、 186的改变或者明确指定其颜色设置。每一个光 元件控制器160、 162、 164、 166随后可以计算对应于其相应的光元件 180、 182、 184、 186的特定驱动信号数据。因此，基于光元件控制器 160、 162、 164、 166通过照明器总线150、 152接收到的一般命令，每 一个光元件控制器160、 162、 164、 166随后可以确定对应于与之连接 的特定光元件的驱动信号，并且把所述驱动信号施加到其相应的光元 件驱动器170、 172、 174、 176。光元件驱动器170、 172、 174、 176 随后相应地为对应的光元件180、 182、 184、 186供应电流。
每一个光元件控制器160、 162、 164、 166可以具有存储装置，其 中存储相应的光元件180、 182、 184、 186的校准数据，比如峰值波长、 通量以及温度行为。所述校准数据可以基于LED面元划分和LED制作 数据被存储在存储装置214中，或者可以例如随着所述LED老化并且 失去亮度而由用户设置。可以基于这些校准数据来调节由光元件控制 器160、 162、 164、 166计算的驱动信号。
在某些情况下，照明器100可以具有用来检测光级的传感器或者。来自这种传感器的数据可 以被用于计算作为反馈的驱动信号，以便确保实际获得所期望的输出。
通过分散计算责任，照明器控制器130、 132可以不再需要计算对
应于每一个光元件的单独驱动信号。此外，每一个单独的光元件控制 器160、 162、 164、 166可能仅需要计算对应于与之直接连接的单一光 元件或驱动器的值，从而降低针对所述光元件控制器的性能需求。因 此，照明器控制器130、 132和光元件控制器160、 162、 164、 166可 以操作在较低频率和较低电压下。此外，例如每当一种或多种颜色不 被使用时，可以关断各单独的控制器。最后，通过在广播模式下向所 有具有标签限定符的控制器发送消息而不是必须向每一个具有明确地 址的控制器发送单独的消息，可以减少所发送的消息数目，降低总线 速度和驱动要求，并且减少寻址所涉及到的开销，这从而又可以降低 所述控制器的所需时钟频率。虽然控制器的数目可能会增加，但是时 钟频率、电压的降低和通电时间的减少可以允许降低总功率消耗。
在某些情况下，可以在使用对特定控制器的寻址的模式下而不是 在广播模式下发送消息。在这种情况下，所述消息可以是如上讨论的 "体验，，或其他级别的命令。
驱动器170、172、174、176可以利用任何方便的方法向光元件180、 182、 184、 186供应并且调节电流，其中包括具有随着来自光元件控制 器160、 162、 164、 166的输入驱动信号而改变的电压和/或电流输出 的数字-模拟转换器、脉冲宽度调制(PWM)、比特角度调制、频率调 制功率调节等等。
光元件180、 182、 184、 186可以是任何类型的光元件，例如LED、 白炽灯、荧光灯、卣素灯等等。在某些情况下，可以通过单一驱动器 来驱动多个元件，例如，由于蓝色LED当前比绿色低效，绿色比红色 低效，因此照明器IOO可以包括两个红色LED、四个绿色LED以及六个 蓝色LED以便达到令人感觉舒服的白平衡。
可以通过到中央控制器110的用户接口对所述系统实施编程。所 述照明系统的用户可以按照期望从一个可用体验列表中选择体验。替 换地或附加地，所述房间控制器可以是可编程的，从而使得用户可能 定义个人体验。在接收到来自所述中央控制器110的输入之后，照明 器控制器130、 132中的软件可以把所述体验命令翻译成较低级别效果或照明数据，并且把原始体验命令、所述效果或照明数据发送到光元
件控制器160、 162、 164、 166。某些效果可以被实现为颜色设置，或 者随着时间的几种不同的颜色设置。例如， 一种体验可能需要在不同 颜色之间反复变换，直到由中央控制器110命令另一种体验为止。在 本发明的范围内可能有许多修改和替换实施例。
总而言之，本发明公开了一种用于照明系统的控制器，其包括被 设计成接收照明命令消息的命令接收电路，所述消息的格式包括标签 值和指令值，所述标签值指定该消息所针对的照明设备的物理属性， 所述指令值指定将由该消息所针对的照明设备采取的动作，所述命令 接收电路具有标签比较电路，该标签比较电路被设计成检测其标签值 对应于所述照明设备的消息。所述照明设备控制电路被设计成接受具 有所检测到的相应标签值的消息的指令值，并且作为响应输出用于控 制所述照明设备的各照明元件的指令值。
所述控制器还可以包括被设计成接收照明命令消息的命令接收电 路，所述消息的格式包括指定将由该消息所针对的照明设备所引发的 人类情绪体验的指令值。所述照明设备控制电路被设计成接受具有所 检测到的相应标签值的消息的指令值，并且作为响应把所述情绪体验 翻译成用于控制所述照明设备的各照明元件的特定电平值。
此外，所述控制器还可以包括光元件数据存储装置，其包含对 应于该光元件的所存储的校准数据；存储电路，其被设计成存储与所 述各照明元件相关的校准数据，所述光元件控制电路被进一步设计成 基于所述校准数据生成所述照明元件驱动信号。
下面将对所述符号标签进行进一步的一般描述。所述符号标签作
为特定事件的结果而被传送。所述符号标签最有用于进行串行或连续 改变，比如从一个光设置减弱到另一个光设置，其对于除了所述各光 元件的单独控制器之外的所有单元都只有最小计算能力要求。可以被 使用的符号标签的一些其他实例有表示或导致以下各项的符号标签 白色相关色温；最大流明输出；渐变颜色调谐；调光；照明器老化； 快速或緩慢动态照明能力；照明器在房间内的位置；以及光源类型。 从手动操作的物理开关(例如双列直插式开关)到软件操作的功能， 有许多可能的方式来激活及停用所述符号标签。
上面描述了如所附权利要求书中所限定的根据本发明的光源、采用所述光源的照明器以及照明器系统的实施例。这些实施例仅仅应当 被视为非限制性实例。本领域技术人员应当理解，在本发明的范围内 可能有许多修改和替换实施例。
例如应当理解的是，可以为每一个光源提供针对所述光元件的本 领域技术人员已知的反馈控制，以便确保实际获得所期望的输出。但 是由于这不是本发明的核心部分，因此将不再进一步描述这种反馈控 制。
因此，正如通过上面的实施例所解释的那样，有利的是分散所述 光源的控制器，以便使得用于设置光元件驱动信号的最终计算尽可能 接近单独的光元件。应当注意到，本领域技术人员可以明显看出，出 于本申请的目的并且特别关于所附权利要求书，"包括" 一词不排除
其他元件或步骤的存在，"一个"不排除多个。
权利要求
1、一种光源，其具有多个光元件以及用于控制所述多个光元件的控制系统，其中所述控制系统包括多个光元件控制器，每一个光元件控制器连接到对应的其中一个所述光元件并且被设置成获得光元件数据；以及总线接口，其通过光源总线连接到所述光元件控制器，其中所述总线接口被设置成向所述光元件控制器提供一般命令，并且其中所述光元件控制器被设置成基于所述一般命令和所述光元件数据生成光元件驱动信号。
2、 根据权利要求l的光源，其中，所述光源总线被设置在广播模 式下。
3、 根据权利要求1或2的光源，其中，所述光元件是固态光元件。
4、 根据任一条在前权利要求的光源，其中，可以在接通与关断状 态之间单独切换所述光元件控制器。
5、 根据任一条在前权利要求的光源，其中，所述一般命令包括总 体光设置。
6、 根据任一条在前权利要求的光源，其中，每一个所述光元件控 制器包括光元件数据存储装置，其包含所述光元件数据。
7、 根据任一条在前权利要求的光源，其中，所述光元件控制器的 每一个均包括符号标签解释器并且加有至少一个符号标签，其中所述 一般命令的每一个均包括至少一个符号标签，并且其中存在几种不同 类型的符号标签。
8、 根据权利要求7的光源，其中，所述符号标签解释器包括符号 标签比较器，其被设置成把在所述一般命令中接收到的符号标签与加 在所述光源控制器上的所述至少一个符号标签进行比较，并且其中所 述符号标签解释器被设置成在所述符号标签比较器找到符号标签匹配 的情况下接受所述一般命令。
9、 根据权利要求7或8的光源，其中，所述光元件控制器的每一 个均包括状态监视器，其能够在所述光元件的内部状态发生改变的情 况下重新定义所述至少一个符号标签。
10、 一种照明器，其包括多个根据任一条在前权利要求的光源以 及照明器控制器，该照明器控制器通过照明器总线连接到所述光源的总线接口 ，其中所述照明器控制器被设置成为所述总线接口提供所述 一般命令。
11、 根据权利要求10的照明器，其中，所述照明器控制器包括效果翻译器，其用于接收将借助于所述光源生成的关于所期望的体验的 输入数据并且用于把所述体验翻译成至少一种效果，所述至少一种效 果被具体实现为至少 一条一般命令。
12、 根据权利要求10或11的照明器，其中，所述照明器总线被 设置在广播模式下。
13、 根据权利要求10-12当中的任一条的照明器，其中，所述照 明器控制器包括符号标签解释器并且加有至少一个符号标签，其中所 述符号标签解释器被设置成接收包括至少一个符号标签的输入数据， 并且其中所述符号标签解释器包括符号标签比较器，其被设置成把在 所述输入数据中接收到的所述至少一个符号标签与加在照明器控制器 上的所述至少一个符号标签进行比较，并且其中所述符号标签解释器 被设置成在所述符号标签比较器找到符号标签匹配的情况下接受所述 输入数据并将其翻译成所述一般命令。
14、 一种照明器系统，其包括多个根据权利要求10-13当中的任 一条的照明器以及系统控制器，所述系统控制器通过系统总线与所述 多个照明器连接并且被设置成生成关于体验的输出数据。
15、 根据权利要求14的照明器系统，其中，所述系统总线被设置 在寻址模式下，其中所述输出数据是单独的体验命令，并且其中所述 系统控制器被设置成把所述各单独的体验命令发送到各单独的照明 器。
16、 根据权利要求14的照明器系统，其中，所述系统总线被设置 在广播模式下，并且其中所述输出数据对于所述多个照明器来说是共 同的。
17、 根据权利要求14或16的照明器系统，其中，所述系统控制 器包括符号标签发生器，所述符号标签发生器被设置成生成至少一个 符号标签并且用其给所述输出数据加标签。
18、 根据权利要求13-15当中的任一条的照明器系统，其中，所 述系统控制器是房间控制器和建筑物控制器的其中之一。
全文摘要
本发明涉及一种光源(201)，其具有多个光元件(207)以及用于控制所述光元件的控制系统。所述控制系统包括多个光元件控制器(213)，其分别连接到对应的光元件(207)并且被设置成获得光元件数据；以及总线接口(203)，其通过光源总线(209)连接到所述各光元件控制器(213)。所述总线接口(203)向所述各光元件控制器(213)提供一般命令，并且所述光元件控制器(213)基于所述一般命令和所述光元件数据生成光元件驱动信号。
文档编号H05B37/02GK101554094SQ200780045408
公开日2009年10月7日 申请日期2007年12月7日 优先权日2006年12月8日
发明者C·J·贾林克, P·戴克斯勒, P·斯特拉弗斯 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司