利用距离传感器的照明配置装置和方法

利用距离传感器的照明配置装置和方法
【专利摘要】本发明公开了用于照明配置的方法和装置，构思对来自多个距离传感器（114）的多个距离值进行分析以设置多个LED（112）的一个或多个光输出特性。LED（112）的光输出特性根据来自距离传感器（114）的距离值来设置。
【专利说明】利用距离传感器的照明配置装置和方法

【技术领域】
[0001] 本发明总体上针对照明配置。更具体而言，在此公开的各种发明方法和装置涉及 利用多个距离传感器的照明配置。

【背景技术】
[0002] 数字照明技术，即基于诸如发光二极管（LED)之类的半导体光源的光照，提供了用 于替换传统荧光灯、HID和白炽灯的可行方案。LED的功能优点和益处包括高的能量转换和 光学效率、耐久性、较低的运行成本和诸多其他项。LED技术中的最新进展提供了高效和鲁 棒的全谱照明源，其在许多应用中实现了各种各样的照明效果。体现这些源的器材中的一 些以照明模块以及处理器为特征，该照明模块包括能够产生不同颜色(例如，红色、绿色和 蓝色)的一个或多个LED ;该处理器用于独立地控制LED的输出从而生成各种各样的颜色和 变色的照明效果。
[0003] 体现LED的照明器材可能在各种环境(诸如，例如商业环境)中是合期望的。当前， 在商业环境中与LED照明器材相结合使用的大多数传感器被安装用来捕获关于大区域的 相关数据。举例来说，办公室可以具有空间中的一个存在传感器，该传感器将感测空间中任 何地方的运动并响应于所检测的运动使得空间中的所有照明器材被点亮。另外，举例来说， 办公室可以具有空间中的一个环境光传感器，该传感器将感测环境光水平并使得空间中的 所有照明器材的光输出强度基于环境光水平而被调节。这样的传感器可以实现对照明器材 的有限控制，但是没有提供对各个照明器材和/或各个光源的初始配置、精细调整和/或适 应。
[0004] 对商业环境中的照明器材的初始配置通常通过基于目标工作面照度和均匀性准 则来计算照明器的数目和间距高度比而完成。这样的初始配置通常耗时和/或不能适应于 商业空间的特定特征。同样地，对初始配置的精细调整通常耗时和/或不能充分适应于商 业空间的特定特征。另外，这样的初始配置不容易适应办公室空间的布局和/或使用上的 变动。
[0005] 因此，本领域需要提供利用距离传感器并且可选地克服某些照明配置技术的一个 或多个缺点的照明配置装置和方法。


【发明内容】

[0006] 本公开内容针对用于照明配置的创新方法和装置。举例来说，在此描述的照明配 置方法和装置可以分析来自多个距离传感器的多个读数以设置多个LED的一个或多个光 输出特性。这些LED的光输出特性根据来自距离传感器的读数来设置。
[0007] -般地，在一个方面中，提供一种校准多个LED的光输出的方法，并包括步骤：在 第一距离传感器处确定第一距离值并且在第二距离传感器处确定第二距离值；将第一距离 值与多个LED中的至少第一 LED相关联；将第二距离值与所述多个LED中的至少第二LED 相关联；确定靠近第一 LED和第二LED的至少一个环境光水平；根据第一距离值和环境光 水平设置第一 LED的第一光输出；以及根据第二距离值和环境光水平设置第二LED的第二 光输出。
[0008] 在某些实施例中，该方法进一步包括步骤：在一段时间内监测第一距离传感器以 得到相对于第一距离值的多个显著偏差，以确定第一距离传感器是否位于路径和高活动区 域中的至少一个的上方。在那些实施例的某些版本中，第一光输出根据第一距离传感器是 否位于路径和高活动区域中的至少一个的上方来设置。在那些实施例的某些版本中，与在 确定第一距离传感器不指向路径和高活动区域中的至少一个的情况下相比，在确定了第一 距离传感器指向路径和高活动区域中的至少一个的情况下，第一光输出具有更大的强度。
[0009] 在某些实施例中，该方法进一步包括在一段时间内监测第一距离传感器以得到相 对于第一距离值的多个显著偏差的步骤以及根据显著偏差的频率和显著偏差的距离值中 的至少一个设置第一光输出的步骤。
[0010] 在某些实施例中，第一光输出根据第一距离值和第二距离值之间的差来设置。在 那些实施例的某些版本中，与在确定了第一距离值显著地大于第二距离值的情况下相比， 在确定了第一距离值显著地小于第二距离值的情况下，第一光输出具有更小的强度。在那 些实施例的某些版本中，第一距离值仅与第一 LED相关。
[0011] 一般地，在另一个方面中，提供一种校准多个LED的光输出的方法，并包括步骤： 为多个距离传感器中的每一个确定最大距离，距离传感器中的每一个与多个LED中的至少 一个LED相关联；将多个最大距离中的每一个分组成至少第一分布和第二分布中的一个， 第一分布包含大于第二分布的距离值；根据地板照明特性来设置LED的第一 LED组的光输 出特性，第一 LED组与具有第一分布中的最大距离的距离传感器相关联；以及根据工作场 所照明特性来设置LED的第二LED组的光输出特性，第二LED组与具有第二分布中的最大 距离的距离传感器相关联。
[0012] 在某些实施例中，该方法进一步包括步骤：将多个最大距离中的每一个分组成第 三分布，其中第二分布包含大于第三分布的距离值。在某些实施例中，该方法进一步包括步 骤：根据高结构特性来设置LED的第三LED组的光输出特性，第三LED组与具有第三分布中 的最大距离的距离传感器相关联。在那些实施例的某些版本中，该方法进一步包括步骤：确 定至少一个环境光水平，其中第一 LED组、第二LED组和第三LED组中的每一个的光输出特 性取决于环境光水平。在那些实施例的某些版本中，第一 LED组的光输出特性包括比第三 LED组的光输出特性更高的光输出强度。在那些实施例的某些版本中，方法进一步包括步 骤：提高地理上邻近具有第三分布中的最大距离的距离传感器的第一 LED组的LED中的至 少一个的光输出强度(相对于第一 LED组的其他LED)。
[0013] 在某些实施例中，第二LED组的光输出特性包括比第一 LED组的光输出特性更高 的光输出强度。
[0014] 在某些实施例中，方法进一步包括步骤：在一段时间内监测具有第一分布中的最 大距离的距离传感器以得到偏离第一分布的多个显著距离，以确定具有第一分布中的最大 距离的距离传感器中的任一个是否指向路径。在那些实施例的某些版本中，第一 LED组中 的每一个LED的光输出特性根据每一个LED是否与被确定为指向路径的距离传感器中的一 个相关联来设置。在那些实施例的某些版本中，与被确定为指向路径的距离传感器中的一 个相关联的第一 LED组中的每一个LED的光输出特性具有比与未被确定为指向路径的距离 传感器中的一个相关联的第一 LED组中的每一个LED的光输出特性更大的强度。
[0015] 在某些实施例中，方法进一步包括步骤：在一段时间内监测具有第一分布中的最 大距离的距离传感器以得到偏离第一分布的多个距离，从而确定具有第一分布中的最大距 离的距离传感器中的任一个是否指向高活动区域。
[0016] 在某些实施例中，方法进一步包括步骤：在一段时间内监测具有第二分布中的最 大距离的距离传感器以得到偏离第二分布的多个距离，从而确定具有第二分布中的最大距 离的距离传感器中的任一个是否指向高活动区域。在那些实施例的某些版本中，第二LED 组的每一个LED的光输出特性根据每一个LED是否紧邻高活动区域来设置。
[0017] 如为本公开内容的目的而在此使用的，术语"LED"应当被理解成包括任何电致发 光二极管或能够响应于电信号而生成辐射的其他类型的基于载流子注入/结的系统。因 此，术语LED包括但不限于响应于电流而发光的各种基于半导体的结构、发光聚合物、有机 发光二极管（0LED )、电致发光带，等等。具体来说，术语LED是指可以被配置成生成红外光 谱、紫外光谱和可见光谱(通常包括从大约400纳米到大约700纳米的辐射波长）的各个部 分中的一个或多个的辐射的所有类型的发光二极管(包括半导体和有机发光二极管)。LED 的一些示例包括但不限于各种类型的红外LED、紫外LED、红色LED、蓝色LED、绿色LED、黄 色LED、琥珀色LED、橙色LED和白色LED (下面进一步讨论)。还应当理解，LED可以被配置 和/或控制来生成具有针对给定光谱(例如，窄带宽、宽带宽)的各种带宽(例如，半高全宽或 FWHM)和给定通用颜色种类中的各种各样的主波长的辐射。
[0018] 举例来说，被配置成生成基本上白色的光的LED (例如，白色LED)的一个实现方式 可以包括分别发射电致光的不同光谱的多个管芯，该不同光谱以组合方式混合从而形成基 本上白色的光。在另一个实现方式中，白光LED可以与磷光体材料相关联，该磷光材料将具 有第一光谱的电致发光转换成不同的第二光谱。在这个实现方式的一个示例中，具有相对 短的波长和窄带宽光谱的电致发光对磷光体材料进行"泵浦"，这继而辐射具有更宽一些的 光谱的更长波长的辐射。
[0019] 应当理解，术语LED不限于物理和/或电学封装类型的LED。举例来说，如前面所讨 论的，LED可以是指具有多个管芯的单个发光设备，该多个管芯被配置成分别发射不同光谱 的辐射(例如，其可以或不可以单独地可控)。另外，LED可以与被认为是该LED (例如，某些 类型的白色LED)的组成部分的磷光体相关联。一般来说，术语LED可以是指封装的LED、未 封装的LED、表面安装LED、板上芯片LED、T-封装安装LED、径向封装LED、电源封装（power package) LED、包括某些类型的包装和/或光学元件(例如，漫射透镜）的LED，等等。
[0020] 术语"光源"应当被理解成是指各种各样的辐射源中的任一个或多个，包括但不限 于基于LED的源(包括如前面定义的一个或多个LED)、白炽源(例如，白炽灯、卤素灯)、荧光 源、磷光源、高强度放电源(例如，钠蒸气、汞蒸气和金属卤化物灯)、激光器、其他类型的电 致发光源、火焰发光源(例如火焰)、蜡烛发光源(例如气灯罩、碳弧辐射源)、光致发光源(例 如气体放电源)、使用电子饱和的阴极发光源、电流发光源、晶体发光源、运动发光源、热发 光源、摩擦发光源、声致发光源、辐射发光源和发光聚合物。
[0021] 可以将给定的光源配置成生成可见光谱内的、可见光谱外的或二者的组合的电磁 辐射。因此，术语"光"和"辐射"在此被可交换地使用。此外，光源可以作为组成部件而包 括一个或多个滤波器(例如，颜色滤波器)、透镜或其他光学部件。另外，应当理解，可以将 光源配置成用于各种各样的应用，包括但不限于指示、显示和/或光照。"光照源"是被特 别配置成生成具有足够强度的辐射以有效地照射内部或外部空间的光源。在此上下文中， "足够的强度"是指可见光谱中的足够的辐射功率(关于辐射功率或"光通量"，通常采用单 位"流明"来表不来自光源的所有方向上总的光输出），其在空间或环境中生成以提供环境 光照（即，可以被间接感知并且可以例如在被感知前整体地或部分地被各种各样的干预表 面中的一个或多个所反射的光)。
[0022] 术语"照明器材"在此被用于指代特定形式因子、组件或封装中的一个或多个照明 单元的实现方式或布置。术语"照明单元"在此被用于指代包括一个或多个相同或不同类 型的光源的装置。给定的照明单元可以具有各种各样的用于光源的安装布置、外壳/壳体 布置和形状和/或电气的和机械的连接配置中的任一个。此外，给定的照明单元可选地可 以与涉及光源的操作的各种其他部件(例如，控制电路）相关联(例如，包括被耦合到它们和 /或与之封装在一起)。"基于LED的照明单元"是指独自地或者与其他非基于LED的光源 相结合地包括一个或多个如前面所讨论的基于LED的光源的照明单元。"多通道"照明单元 是指包括被配置成分别生成不同光谱的辐射的至少两个光源的基于LED或非基于LED的照 明单元，其中每个不同源光谱可以被称为多通道照明单元的"通道"。
[0023] 术语"控制器"在此被用于一般地描述与一个或多个光源的操作有关的各种装 置。控制器可以以很多方式(例如，诸如利用专用硬件）来实现从而执行在此讨论的各种功 能。"处理器"是采用一个或多个微处理器的控制器的一个示例，，可以使用软件(例如，微 代码）将该微处理器编程以执行在此讨论的各种功能。控制器可以利用或不利用处理器来 实现，并且也可以被实现为执行某些功能的专用硬件和执行其他功能的处理器(例如，一个 或多个编程的微处理器和相关的电路）的组合。本公开内容的各个实施例中可以采用的控 制器部件的示例包括但不限于常规微处理器、专用集成电路（ASIC)和现场可编程门阵列 (FPGA)。
[0024] 在各个实现方式中，处理器或控制器可以与一个或多个存储介质(在此一般被称 为"存储器"，例如易失性和非易失性计算机存储器，诸如RAM、PR0M、EPR0M和EEPR0M、软盘、 高密度盘、光盘、磁带，等等）相关联。在某些实现方式中，可以利用一个或多个程序对存储 介质进行编码，当该程序在一个或多个处理器和/或控制上被执行时，执行在此讨论的功 能中的至少一些。各种存储介质可以被固定在处理器或控制器内或者可以是可移植的，使 得存储于其上的一个或多个程序能够被载入处理器或控制器中从而实现在此讨论的本发 明的各个方面。术语"程序"或"计算机程序"在此被用于在一般意义上指代可用来对一个 或多个处理器或控制器进行编程的任何类型的计算机代码(例如，软件或微代码)。
[0025] 术语"可寻址的"在此被用于指代设备(例如，通常的光源、照明单元或器材、与一 个或多个光源或照明单元相关联的控制器或处理器、其他非照明相关的设备，等等)，该设 备被配置成接收意图用于包括其自身的多个设备的信息(例如，数据）并且选择性地响应意 图用于其的特定信息。术语"可寻址的"通常与网络化环境（或下面进一步讨论的"网络"） 一起使用，其中多个设备通过某种通信介质或媒体被耦合在一起。
[0026] 在一个网络实现方式中，被耦合到网络的一个或多个设备可以充当用于被耦合到 该网络的一个或多个其他设备的控制器(例如，处于主机/从机的关系)。在另一个实现方 式中，网络化环境可以包括一个或多个专用控制器，该专用控制器被配置成控制耦合到网 络的设备中的一个或多个。一般来说，耦合到网络的多个设备中的每一个都可以访问通信 介质或媒体上存在的数据；然而，给定的设备可以是"可寻址的"，因为它被配置成基于例如 一个或多个分配给其的特定标识符(例如，"地址"）来选择性地与网络交换数据（即，从网络 接收数据和/或将数据发送到网络)。
[0027] 术语"网络"在此被用于指代两个或更多设备(包括控制器或处理器）的任何互连， 其促进耦合到网络的任何两个或更多设备和/或多个设备之间的信息(例如，用于设备控 制、数据存储、数据交换，等等）的传输。应当容易理解的是，适于将多个设备进行互连的网 络的各种实现方式可以包括各种各样的网络拓扑中的任一个并且采用各种各样的通信协 议中的任一个。此外，在根据本公开内容的各个网络中，两个设备之间的任意一个连接可以 表示这两个系统之间的专用连接，或可替换地非专用连接。除了携带意图用于两个设备的 信息之外，这样的非专用连接可以携带不一定意图用于两个设备中的任一个的信息(例如， 开放式网络连接)。此外，应当容易理解，如在此讨论的设备的各种网络可以采用一个或多 个无线、有线/线缆和/或光纤链接来促进遍及网络的信息传输。
[0028] 应当理解，前面的概念和下面更详细讨论的附加概念(假如这样的概念不会相互 矛盾)的所有组合被构思为在此公开的本发明主题的一部分。具体来说，出现在本公开内容 的结尾处的所要求保护的主题的所有组合被构思为在此公开的本发明主题的一部分。还应 当理解，在此明确采用的术语也可以出现在通过引用而被合并的任何公开内容中，该术语 应当符合与在此公开的特定概念最为一致的含义。

【专利附图】

【附图说明】
[0029] 在附图中，类似的附图标记通常指代遍布不同视图中的相同的部分。另外，附图不 一定按比例绘制，而是在图示本发明的原理时通常关注重点。
[0030] 图1图示出具有多个LED和多个距离传感器的照明网络的第一实施例的视图。
[0031] 图2A图示出房间的布局的俯视图。
[0032] 图2B图示出图2A的房间布局的深度图。
[0033] 图3图示出根据至少一个所测量的距离值设置LED的光输出特性的实施例的示意 图。
[0034] 图4A图示出另一个房间的布局的俯视图。
[0035] 图4B图示出在一段时间内来自图4A的房间中的一个距离传感器的值。
[0036] 图4C图示出基于来自图4A的房间中的多个距离传感器的值而生成的图4A的房 间的地图。
[0037] 图4D图示出针对图4A的房间的目标光强度分布的俯视图表示。

【具体实施方式】
[0038] 当前，与LED照明器材相结合使用于商业环境中的大多数传感器被安装来捕获关 于大区域的相关数据。这样的传感器可以实现对照明器材的有限控制，但是没有提供对各 个照明器材和/或各个光源的初始配置、精细调整和/或适应。商业环境中的照明器材的 初始配置通常通过基于目标工作面照度和均匀性准则来计算照明器的数目和间距高度比 而完成。这样的初始配置通常耗时和/或不能适应于商业空间的特定特征。此外，同样地， 对办公室空间的布局和/或使用的变动的精细调整和/或适应通常耗时和/或不能充分适 应商业空间的特定特征。因此， 申请人:已经认识到，需要提供利用距离传感器并且可选地克 服某些常规照明配置技术的一个或多个缺点的照明配置装置和方法。
[0039] 更具体来说， 申请人:已经认识和理解，提供利用距离传感器来确定多个照明器材 的光输出特性的照明配置装置和方法将是有益的。
[0040] 鉴于前面所述，本发明的各个实施例和实现方式针对照明配置。
[0041] 在下面的详细描述中，为了解释而非限制的目的，阐述了公开具体细节的代表性 实施例，以便提供对于所要求保护的发明的全面理解。然而，对于得益于本公开内容的本领 域普通技术人员来说，显而易见的是，根据背离在此公开的具体细节的本教导的其他实施 例仍然在所附权利要求的范围内。此外，可以省略对于公知装置和方法的描述，从而不使代 表性实施例的描述难以理解。显然，这样的方法和装置在所要求保护的发明的范围之内。举 例来说，在此公开的方法的各个实施例特别适于安装在内部商业环境中的基于LED的照明 网络。因此，出于说明性目的，与这样的环境相结合来讨论所要求保护的发明。然而，该方 法的其他配置和应用被构思而不偏离所要求保护的发明的范围或精神。
[0042] 参照图1，图示了具有多个LED 112和多个距离传感器114的基于LED的照明网络 100的第一实施例。在某些实施例中，距离传感器114可以包括一个或多个红外传感器和/ 或基于超声波的传感器。LED 112和距离传感器114与至少一个控制器150通信。LED 112 和距离传感器114可以通过一个或多个有线或无线通信介质与控制器150进行通信。如在 此所描述的，控制器150分析来自距离传感器114的值并根据那些值设置一个或多个LED 112的光输出特性。在某些实施例中，还可以提供与控制器150进行通信的环境光传感器 116,并且控制器150可以另外根据由环境光传感器116提供的一个或多个环境光读数来设 置LED 112的光输出特性。
[0043] LED 112中的每一个直接或间接地与距离传感器114中的一个或多个相关联。举 例来说，在某些实施例中，LED 112中的一个或多个中的每一个可以都与距离上最接近这样 的LED 112的距离传感器114中的一个或多个中的单个相关联。另外，举例来说，在某些实 施例中，LED 112中的一个或多个中的每一个可以都与距离上最接近这样的LED 112的距 离传感器114中最接近的两个相关联。另外，举例来说，在某些实施例中，LED 112中的一 个或多个的位置可以是已知的，并且距离传感器114中的一个或多个的位置也可以是已知 的。例如，在那些实施例的某些版本中，可以利用坐标系统将LED 112和距离传感器114的 相对位置映射到彼此。
[0044] 在所图示的实施例中，LED 112的密度比距离传感器114更高，在类似格栅的布置 中提供了十六个距离传感器114和四十个LED 112。在其他实施例中，可以提供更高和/ 或更低的LED 112相对于距离传感器114的比率。在图1的实施例的某些版本中，距离传 感器114中的一个或多个可以具有比LED 112中的一个或多个的光输出区域更大的感测区 域。即，距离传感器114中的单个沿着其取得特定距离处的一个或多个距离读数的区域可 以大于由LED 112中的单个在该特定距离处所照射的区域。在某些实施例中，LED 112和距 离传感器114被安装在商业环境的天花板上。举例来说，在某些实施例中，LED 112和/或 距离传感器114可以集成在天花板贴砖中。另外，举例来说，在某些实施例中，LED 112和/ 或距离传感器114可以集成在可安装于天花板上的片状照明器材中。
[0045] 图2A图示出房间的布局的俯视图。房间包括通常为L形状的桌子101，其以浅灰 色阴影图示并沿着一面墙的长度方向并部分地沿另一面墙延伸。房间还包括以浅灰色阴影 图示的长条形橱柜102和以白色图示的地板区域103。地板区域103是离天花板最远的距 离，桌子101是离天花板第二远的距离，并且橱柜102是离天花板最短的距离。具有距离传 感器的基于LED的照明网络(诸如基于LED的照明网络100)可以被安装在图2A的房间的 天花板上。基于距离传感器114的一个或多个读数的一个或多个距离值可以被发送到控制 器150以确定图2A的房间的布局。举例来说，来自距离传感器114的距离值可以在地理 上被布置以确定诸如在图2B的低分辨率深度图105中所图示的房间布局。由距离传感器 114发送的一个或多个距离值可以包括直接指示所测量的距离的数据和/或间接指示所测 量的距离并可以由控制器150分析以确定所测量的距离的数据。
[0046] 深度图105和相关的刻度（scale) 106呈现了图2A的房间的布局的概貌。刻度 106具有由基本上白色的阴影所表示的2米的低值、由基本上黑色的阴影所表示的5米的 高值以及由各个级别的灰度阴影所表示的各个中间值。对深度图105和刻度106的审阅图 示出：橱柜102附近的区域具有最短的距离值，地板103附近的区域具有最长的距离值，并 且桌子101附近的区域具有在到地板103的值和到橱柜102的值之间的距离值。图2B的 深度图105可以在已知距离传感器114相对于彼此的位置并获得距离传感器114中的每一 个处的距离值的基础上生成。深度图的分辨率可以通过增加距离传感器114的数目而增加 或者通过减少距离传感器114的数目而减少。在图2B中图示出深度图105以便于解释基 于LED的照明网络100的实施例，并且该深度图105在某些实施例中可以可选地由控制器 150创建。然而，一个本领域普通技术人员在得益于本公开内容后将认识和理解，在替换性 实施例中，可以收集和分析来自距离传感器114的值以用于设置一个或多个LED 112的光 输出特性，而不创建实际的深度图。举例来说，在某些实施例中，来自距离传感器的距离值 可以被存储在与控制器相关联的存储器中。距离值可以直接或间接地与LED相关(例如，基 于LED相对于距离传感器的位置）以设置LED的光输出特性。
[0047] 控制器150可以利用来自距离传感器的距离值来设置LED 112中的每一个的光输 出特性。举例来说，控制器150可以指引对应于橱柜102的最短距离值(例如，如通过与一个 或多个距离传感器114的直接或间接关联而确定）以上的LED 112在橱柜102上提供相对 低的光输出强度。另外，举例来说，控制器150可以指引对应于桌子101的中间距离的距离 值以上的LED 112在桌子101上提供相对高的光输出强度从而符合期望的工作场所照明。 另外，举例来说，控制器150可以指引位于对应于地板103的最大距离值以上的LED 112在 地板103上提供在相对高和相对低的光输出强度之间的光输出强度。另外，举例来说，控制 器150可以基于距离值来设置LED 112中的一个或多个的光输出颜色(例如，在橱柜102上 方更暖的光是合期望的）。
[0048] 如在此所描述的，LED 112中的每一个的一个或多个光输出特性可以根据所检测 的邻近那个LED的距离值和在对应于所检测的距离值的表面上所期望的光水平来设置。 LED 112中的一个或多个的光输出特性还可以可选地基于来自被置于靠近距离传感器114 中的一个或多个或其他地方(例如，用于测量包括来自窗户或其他源的光的整体光水平）的 一个或多个环境光传感器的读数。LED 112的光输出的设置可以在基于LED的照明网络100 的调试期间、在被监测的空间的布局被改变时，和/或实时地完成。在实时配置中，LED 112 的光输出的设置可以响应于被监测空间中的家具、其他物体(例如，人体模型)和/或人的移 动而被改变。
[0049] 在某些实施例中，控制器150可以是集中式控制器，其对来自区域中的所有距离 传感器114的值进行处理并指引该区域中的所有LED 112的光输出。然而，在其他实施例 中，具有本地处理(例如，多个控制器，每一个控制单个LED或一群LED)的分散式方法是合 期望的。在分散式方法中，来自单个距离传感器的读数可以由本地控制器处理并被用于设 置邻近LED或LED群组的输出。举例来说，如果检测到单个距离传感器的距离值发生变化， 邻近LED或LED群组能够被本地控制器以某种方式设置，可选地同时与其他本地控制器(例 如，与地理上相邻的控制器）保持直接和/或间接通信。举例来说，在某些实施例中，如果 检测到距离值发生变化，用于那个传感器的本地控制器可以独立于与其他距离传感器相关 联的LED而改变该相关联的LED的光输出。每个本地控制器可以至少部分地独立于该LED 或LED群组以外的其他LED而运行。在某些实施例中，分散式的方法可以被实现在诸如基 于LED的照明网络100之类的配置中（例如，每个距离传感器114可以与控制器配对并且该 控制器可以控制围绕该距离传感器114的LED 112中的一个或多个)。在某些实施例中，可 以在距离传感器相对于LED的比率相对高(例如，大约2:1的比率或大约1:1的比率）时实 现分散式的方法。在某些实施例中，每个距离传感器的检测区域在面积上基本上与关联于 该距离传感器的每个LED群组的光输出区域相一致。在那些实施例的某些版本中，每个距 离传感器的检测区域在位置上基本上与关联于该距离传感器的每个LED群组的光输出区 域相一致。
[0050] -个或多个控制器(集中式和/或分散式)可以将来自距离传感器的测量的距离值 进行相互比较以生成被监测空间的布局。举例来说，在某些实施例中可以比较来自所有传 感器的距离值。另外，举例来说，在某些实施例中，来自距离传感器分组的距离值可以在该 分组之中进行比较。通过比较来自多个传感器的多个距离值，可以确定被监测空间的各种 特征。举例来说，可以从大的距离值的分布推导出房间的高度。另外，举例来说，可以从中 间距离值的分布推导出可能的工作场所的位置。另外，举例来说，可以从小的距离值的分布 推导出书柜和/或橱柜的位置。
[0051] 图3图示出根据至少一个所测量的距离值设置LED的光输出的实施例的示意图。 用于要求的光水平的预设光照值180被提供给控制器150。用于要求的光水平的预设光照 值180可以是在要照射的表面上的期望的光照值。举例来说，地板可以具有第一光照值，工 作表面可以具有第二光照值，高位置的表面可以具有第三光照值，和/或墙壁前方或高位 置前方的区域可以具有第四光照值。来自距离传感器114的距离值181还被提供给控制器 150。
[0052] 基于距离值181和阈值光照值180,控制器150可以指引LED 112处的光适应182 以设置LED 112中的每一个处的光输出值，从而实现在LED 112下方的表面处的预设光照 值。举例来说，可能希望地板具有第一光照值。基于所接收的距离值181，可以确定地板距 离使得光输出指向地板的LED 112有多远。基于期望的第一光照值和LED 112与地板之间 的距离，控制器150可以指引合适的LED 112的光适应182以基本上在地板上实现第一光 照值。LED 112可以可选地自校准183从而确保期望的光输出被生成。举例来说，LED 112 中的每一个可以都与测量所生成的光输出的光学传感器配对，并且LED 112的光输出可以 被调节成使得所测量的光输出与期望的光输出相一致。在某些实施例中，光学传感器可以 测量从多个LED 112生成的光输出。在那些实施例的某些版本中，LED 112可以生成标识 了光的源的唯一的编码光，并且光学传感器和/或控制器150可以检测这样的编码光并由 此确定哪些LED 112对在光学传感器处测量的光水平做出贡献。
[0053] 监测184可以发生于初始光适应182和自校准183以及一个或多个监测值发生变 化时调节LED 112中的一个或多个的光输出特性之后。举例来说，在某些实施例中，当控制 器150确定来自LED 112的必要的光输出值以针对表面处所需要的光水平180实现预设光 照值时，来自至少一个环境光传感器116的输入还被提供到控制器150 (例如，随着环境光 增加，需要来自LED 112的较少的光输出强度)。可以监测这样的环境光值并且响应于改变 至少一个阈值的量的环境光值而适当地调节LED的光输出。另外，举例来说，可以监测距离 传感器114并且响应于改变至少一个阈值的量的所测量的距离值(例如，响应于移动的物 体和/或人）而调节一个或多个LED 112的光输出。
[0054] 在某些实施例中，可以跟踪针对一个或多个距离传感器114的测量的距离值的分 布，并且基于这样的分布可选地修改与这样的距离传感器114相关联的LED 112的光输出 值。通过跟踪针对给定距离传感器114随着时间推移而测量的距离值的分布，能够确定该 给定距离传感器114是否指向高使用区域和/或路径，其中物体和/或人有规律地移动并 且光输出被相应地调适。举例来说，在物体和/或人有规律地移动的路径中，更大的光输出 强度可能是合期望的。另外，举例来说，在具有高水平的人类活动的工作场所区域中，更大 的光输出强度可能是合期望的。另外，举例来说，在具有低水平的人类活动的区域中，更低 的光输出强度可能是合期望的。
[0055] 图4A图示出另一个房间的布局的俯视图。房间包括以第一阴影图示的八个单独 的大体L形状的桌子201。房间还包括散布在房间中且以第二阴影图示的五个橱柜202。 还利用第三阴影图示了地板区域203并且以图形方式描绘了进入房间的门204。地板区域 203是离天花板最大的距离，而橱柜202是离天花板最短的距离。桌子201处于橱柜202和 地板203之间的一个或多个距离处。具有距离传感器的基于LED的照明网络(诸如基于LED 的照明网络100)可以被安装在图4A的房间中。来自多个距离传感器的值可以被发送到一 个或多个(本地化或分散式）控制器以确定图4A的房间的布局。
[0056] -个或多个控制器还可以利用来自距离传感器的值来确定路径和/或高人类活 动的区域位于房间内的哪里。举例来说，图4B图示出一段时间内来自图4A的房间中的一 个距离传感器的值。图4B的距离传感器可以被定位在从门204到桌子201中的一个或多 个的路径的一部分的上方并指向该部分。来自距离传感器的值指示在一段时间内对应于天 花板和地板之间的距离的多个值A ;接着是具有更短的距离并对应于天花板和在天花板下 方行走的人之间的距离的短距离值B ;然后接着是对应于一段时间内天花板和地板之间的 距离的值C。诸如图4B中所图示的值可以指示在短时间段内人或其他物体经过了传感器。 诸如图4B中所图示的一天中足够多的值可以向控制器指示图4B的距离传感器位于路径上 方。相应地，控制器可以使得与图4B的距离传感器相关联的一个或多个LED(例如，那些紧 邻距离传感器和/或与距离传感器配对的)照射其指向的地板203的部分，照亮的强度高于 在指向的是地板203的非路径区时的情况下的强度。
[0057] -个或多个控制器还可以利用来自距离传感器的值来确定高人类活动的区域在 房间内的哪里。举例来说，位于紧邻一个桌子201的被使用部分的地板203上方的距离传感 器可以经历对应于一段时间内（例如，当没有工人在场时）天花板与地板之间的距离的多个 读数和具有更短的距离且对应于天花板和在天花板下方的人之间的距离的延长时间段(例 如，当工人在场时）的多个读数。诸如那些一天中足够多的读数可以向控制器指示，这样的 距离传感器位于高人类活动的区域上方。相应地，控制器可以使得与该距离传感器相关联 的一个或多个LED (例如，那些紧邻距离传感器和/或与距离传感器配对的）照射其指向的 地板203的部分，照亮的强度高于在指向的是地板203的非高人类活动区的情况下的强度。
[0058] 图4C图示出基于来自图4A的房间中的多个距离传感器的值而生成的图4A的房 间的地图。图4A的地图可以基于图4A的房间内的距离传感器的高分辨率。基于对来自距 离传感器的值(例如，来自传感器的持续的最大值）的分析可以确定对应于橱柜202的高表 面区域302,可以确定对应于桌子201的中间距离表面区域301，以及可以确定对应于地板 203的短表面区域303。此外，基于对于随着时间推移来自距离传感器的多个值的分析，可 以确定路径306 (例如，基于来自传感器的足够多的短期的减小的距离值）并且可以确定高 人类活动的区域307 (例如，基于来自传感器的足够多的延长期的减小的距离值)。如图4C 中所图示的，存在七个单独的高人类活动的区域307并且路径306存在于每个高人类活动 的区域307与门204之间。
[0059] 为了便于解释基于LED的照明网络的实施例，图4C中图示了一个地图，并且在某 些实施例中该地图可选地由控制器创建。在某些实施例中，用户可以可选地通过用户接口 来观看和/或编辑这样的地图。然而，一个本领域普通技术人员在得益于本公开内容后将 认识和理解，在可替换的实施例中，可以收集和分析来自距离传感器的值以用于设置一个 或多个LED的光输出特性，而不创建实际的地图。举例来说，在某些实施例中，来自距离传 感器的距离值可以被存储在与控制器相关联的存储器中。距离值可以直接或间接地与LED 相关(例如，基于LED相对于距离传感器的位置）以设置LED的光输出特性。
[0060] 图4D图不出针对图4A的房间的目标光强度分布的俯视图表不405。该表不包括 五个不同的阴影406A-E。白色阴影406A指示图4A的房间的被占用的工作场所表面(例如， 被标识为非常靠近高人类活动307的桌子202的那些表面）上的高强度。阴影406B指示 所指示的表面上的比平均值更高，但低于白色阴影406A的高强度的强度。在墙壁的前方或 高的家具的前方（除了诸如阴影406A适合的那些地方之类的某些地方)提供阴影406B。阴 影406C指示所指示的表面上的在平均值以上、但低于阴影406B的强度的强度。在具有高 人类活动的地方(例如，高人类活动区域307和沿着路径306)提供阴影406C。阴影406D指 示所指示的表面上的在平均值以下、低于阴影406C的强度的强度。在具有低活动的地方提 供阴影406D。阴影406E指示在所指示的表面上的低于阴影406D的强度的低强度。在诸如 橱柜202的顶部之类的高的地方提供阴影406E。可以基于图4D的目标光强度分布来调节 房间内的LED的光输出强度。举例来说，可以将指向利用白色阴影406A标记的表面的LED 设置成在那些表面上生成高强度，可选地考虑所测量的那些表面离距离传感器的距离（提 供有关于LED和那些表面之间的距离的指示)和/或房间中的环境光水平(提供有关于仅由 环境光在该表面上生成的强度的指示)。
[0061] 为了便于解释基于LED的照明网络的实施例，图4D图示出一个特定的目标光强度 分布。然而，一个本领域普通技术人员在得益于本公开内容后将认识和理解，在可替换的实 施例中可以利用附加的和/或可替换的光强度分布参数。举例来说，在某些实施例中可以 提供比五个更多或更少的单独的强度分布(例如，对于墙壁的前方区域和高的家具的前方 区域可以使用不同的强度)。另外，举例来说，附加的或可替换的光输出特性(例如，颜色、光 角度）可以另外与一个或多个强度分布相关联。
[0062] 尽管本文描述和图示了若干本发明实施例，但是本领域普通技术人员应当容易设 想用于执行所述功能和/或获得所述结果和/或本文描述的优点中的一个或多个的各种各 样的其他装置和/或结构，并且每种这样的变型和/或修改被认为处于本文描述的本发明 实施例的范围之内。更一般地说，本领域技术人员应当容易理解，本文描述的所有参数、尺 寸、材料和配置预期是示例性的并且实际的参数、尺寸、材料和/或配置将取决于针对其使 用本发明教导的特定一个或多个应用。本领域技术人员应当认识到或者能够仅仅使用例行 实验确定本文描述的特定本发明实施例的许多等效物。因此，应当理解的是，前述实施例仅 仅通过实例而给出，并且在所附权利要求书及其等效物的范围内，可以与特定描述和要求 保护的实施例不同地实施本发明实施例。本公开的本发明实施例针对本文描述的每种单独 的特征、系统、物品、材料、工具包和/或方法。此外，如果这样的特征、系统、物品、材料、工 具包和/或方法不相互不一致，那么两个或更多这样的特征、系统、物品、材料、工具包和/ 或方法的任意组合都包含在本公开的发明范围内。
[0063] 本文限定和使用的所有定义都应当被理解为支配字典定义、通过引用合并的文献 中的定义和/或定义的术语的普通含义。
[0064] 除非有相反的明确说明，在本文的说明书和权利要求书中使用的不定冠词"一"应 当被理解为表示"至少一个"。
[0065] 在本文的说明书和权利要求书中使用的短语"和/或"应当被理解为表示这样结 合的元素（即在一些情况下合取存在并且在其他情况下析取存在的元素）中的"任一个或二 者"。利用"和/或"列出的多个元素应当以相同的方式进行解释，即这样结合的元素中的 "一个或多个"。除了由"和/或"子句特定地标识的元素之外，可选地可以存在其他元素， 不管其与特定地标识的那些元素有关还是无关。因此，作为非限制性实例，当与诸如"包括 /包含"之类的开放式语言结合使用时，对"A和/或B"的引用在一个实施例中可能仅仅涉 及A (可选地包括不同于B的元素）；在另一个实施例中可能仅仅涉及B (可选地包括不同 于A的元素）；在又一个实施例中可能涉及A和B二者(可选地包括其他元素）；等等。
[0066] 当在本文的说明书和权利要求书中使用时，涉及具有一个或多个元素的列表的短 语"至少一个"应当被理解为表示选自该元素列表的元素中的任何一个或多个的至少一个 元素，但是不一定包括该元素列表内特别地列出的每一个元素的至少一个并且不排除该元 素列表中的元素的任何组合。这个定义也允许可选地可以存在与短语"至少一个"涉及的元 素列表内特别地标识的元素不同的元素，不管其与特别地标识的那些元素有关还是无关。 [0067] 还应当理解的是，除非有相反的明确说明，在本文所述的包括超过一个步骤或动 作的任何方法中，该方法的步骤或动作的顺序不一定限于该方法的步骤或动作被记载的顺 序。
[0068] 另外，出现在权利要求中括号之间的附图标记(如果有的话）仅仅为了方便而提 供，并且不应当被解释为以任何方式对权利要求进行限制。
[〇〇69] 在权利要求书中以及在上面的说明书中，所有过渡短语(例如"包括"、"包含"、"带 有"、"具有"、"含有"、"涉有"、"拥有"、"构成"等等）都应当被理解为开放式的，即表示包含 但不限于。只有过渡短语"由……组成"和"基本上由……组成"分别应当是封闭式的或者 半封闭式过渡短语。
【权利要求】
1. 一种校准多个LED的光输出的方法，包括： 在第一距离传感器处确定第一距离值并且在第二距离传感器处确定第二距离值； 将所述第一距离值与多个LED中的至少第一 LED相关联； 将所述第二距离值与所述多个LED中的至少第二LED相关联； 确定靠近所述第一 LED和所述第二LED的至少一个环境光水平； 根据所述第一距离值和所述环境光水平设置所述第一 LED的第一光输出（182);以及 根据所述第二距离值和所述环境光水平设置所述第二LED的第二光输出（182)。
2. 权利要求1的方法，进一步包括：在一段时间内监测所述第一距离传感器以得到相 对于所述第一距离值的多个显著偏差，以确定所述第一距离传感器是否位于路径和高活动 区域中的至少一个的上方。
3. 权利要求2的方法，其中所述第一光输出根据所述第一距离传感器是否位于所述路 径和所述高活动区域中的所述至少一个的上方来设置。
4. 权利要求3的方法，其中在确定了所述第一距离传感器指向所述路径和所述高活动 区域中的所述至少一个的情况下，所述第一光输出具有比在确定了所述第一距离传感器不 指向所述路径和所述高活动区域中的所述至少一个的情况下更大的强度。
5. 权利要求1的方法，进一步包括：在一段时间内监测所述第一距离传感器以得到相 对于所述第一距离值的多个显著偏差，并且其中所述设置所述第一光输出的步骤是所述显 著偏差的频率和所述显著偏差的距离值中的至少一个的函数。
6. 权利要求1的方法，其中所述第一光输出根据所述第一距离值和所述第二距离值之 间的差来设置。
7. 权利要求6的方法，其中在确定了所述第一距离值显著地小于所述第二距离值的情 况下，所述第一光输出具有比在确定了所述第一距离值显著地大于所述第二距离值的情况 下更小的强度。
8. 权利要求7的方法，其中所述第一距离值仅与所述第一 LED相关。
9. 一种校准多个LED的光输出的方法，包括： 为多个距离传感器中的每一个确定最大距离，所述距离传感器中的每一个与多个LED 中的至少一个LED相关联； 将多个所述最大距离中的每一个分组成至少第一分布和第二分布中的一个，所述第一 分布包含大于所述第二分布的距离； 根据地板照明特性来设置所述LED的第一 LED组的光输出特性（182)，所述第一 LED组 与具有所述第一分布中的所述最大距离的所述距离传感器相关联；以及 根据工作场所照明特性来设置所述LED的第二LED组的光输出特性（182)，所述第二 LED组与具有所述第二分布中的所述最大距离的所述距离传感器相关联。
10. 权利要求9的方法，进一步包括：将多个所述最大距离中的每一个分组成第三分 布，所述第二分布包含大于所述第三分布的距离，并且根据高结构特性来设置所述LED的 第三LED组的光输出特性，所述第三LED组与具有所述第三分布中的所述最大距离的所述 距离传感器相关联。
11. 权利要求10的方法，进一步包括：确定至少一个环境光水平，其中所述第一 LED 组、所述第二LED组和所述第三LED组中的每一个的所述光输出特性取决于所述环境光水 平。
12. 权利要求10的方法，其中所述第一 LED组的所述光输出特性包括比所述第三LED 组的所述光输出特性更高的光输出强度。
13. 权利要求10的方法，进一步包括：相对于所述第一 LED组的其他所述LED，提高地 理上邻近具有所述第三分布中的所述最大距离的所述距离传感器的所述第一 LED组的所 述LED中的至少一个的光输出强度。
14. 权利要求9的方法，其中所述第二LED组的所述光输出特性包括比所述第一 LED组 的所述光输出特性更高的光输出强度。
15. 权利要求9的方法，进一步包括：在一段时间内监测具有所述第一分布中的所述最 大距离的所述距离传感器以得到显著偏离所述第一分布的多个距离，以确定具有所述第一 分布中的所述最大距离的所述距离传感器中的任一个是否指向路径。
16. 权利要求15的方法，其中所述第一 LED组中的每一个LED的所述光输出特性根据 每一个所述LED是否与被确定为指向路径的所述距离传感器中的一个相关联来设置。
17. 权利要求15的方法，其中与被确定为指向路径的所述距离传感器中的一个相关联 的所述第一 LED组中的每一个LED的所述光输出特性具有比与未被确定为指向路径的所述 距离传感器中的一个相关联的所述第一 LED组中的每一个LED的所述光输出特性更大的强 度。
18. 权利要求9的方法，进一步包括：在一段时间内监测具有所述第一分布中的所述最 大距离的所述距离传感器以得到偏离所述第一分布的多个距离，以确定具有所述第一分布 中的所述最大距离的所述距离传感器中的任一个是否指向高活动区域。
19. 权利要求9的方法，进一步包括：在一段时间内监测具有所述第二分布中的所述最 大距离的所述距离传感器以得到偏离所述第二分布的多个距离，以确定具有所述第二分布 中的所述最大距离的所述距离传感器中的任一个是否指向高活动区域。
20. 权利要求19的方法，其中所述第二LED组的每一个LED的所述光输出特性根据每 一个所述LED是否紧邻所述高活动区域来设置。
【文档编号】H05B37/02GK104115566SQ201380009588
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2013年2月11日 优先权日:2012年2月16日
【发明者】D.V.阿里亚克塞耶尤, D.V.R.恩格伦, T.A.拉斯纳, B.M.范德斯卢伊斯 申请人:皇家飞利浦有限公司