本公开涉及照明灯具，并且具体地，涉及具有图像传感器的照明灯具。
背景技术：
近年来，用采用更高效的照明技术的照明灯具取代白炽灯泡、以及用产生更令人愉快的自然光的照明技术取代相对高效的荧光照明灯具的运动已经获得了关注。显示出巨大前景的一种这样的技术采用发光二极管(led)。与白炽灯泡相比，基于led的灯具在将电能转化为光方面更高效地多、寿命更长，并且还能够产生非常自然的光。与荧光照明相比，基于led的灯具也非常高效，但能够产生更自然地多并且更能够准确呈现颜色的光。因此，采用led技术的照明灯具正在取代住宅、商业和工业应用中的白炽和荧光灯泡。
与通过使灯丝经受期望的电流而操作的白炽灯泡不同，基于led的照明灯具需要电子器件来驱动一个或多个led。电子器件通常包括特定的控制电路，用于提供以期望的方式驱动一个或多个led所需的唯一配置的信号。控制电路的存在给可利用以采用各种类型的照明控制的照明灯具增加了潜在显著水平的智能。这种照明控制可以基于各种环境条件，例如，环境光、占用、温度等。
技术实现要素：
本公开涉及照明灯具，并且具体涉及具有图像传感器的照明灯具。在一个实施方式中，照明灯具包括控制系统、光源和图像传感器模块。图像传感器模块被配置为捕获图像数据并处理图像数据，以提供导出的图像数据，使得从图像数据下采样导出的图像数据。导出的图像数据被控制系统用来调整由光源提供的光的一个或多个特性。通过使用导出的图像数据来调整由光源提供的光的一个或多个特性，减少了图像传感器模块和控制系统之间传输的数据量，这可以降低连接控制系统和图像传感器模块的总线的性能要求。此外，使用导出的图像数据，允许控制系统处理较少的数据，从而降低了控制系统本身的性能要求，并且从而潜在地降低了照明灯具的成本。
在一个实施方式中，导出的图像数据用于确定照明灯具周围的区域中的环境光水平。特别地，可以从图像传感器模块获得图像数据的帧(或多个帧)内的多个区的平均光强度(即，分区的平均光强度)，并且平均光强度用于确定环境光水平。每一个区的平均光强度可以被平均，以确定环境光水平。在一个实施方式中，在图像数据的帧内的其中平均光强度是高于一个或多个其他区的平均光强度的预定阈值的区域可以被忽略(不包括在平均值中)，以增加所确定的环境光水平的准确性。平均光强度可以是亮度或亮度值。
在一个实施方式中，导出的图像数据用于确定照明灯具周围的区域中的占用事件。特别地，可以从图像传感器模块获得图像数据内的多个区的平均光强度，并且平均光强度用于确定是否发生了占用事件。可以保持每个区域中的平均光强度的加权运行平均值，并且特定区内的平均光强度的瞬时测量值与加权运行平均值的偏差高于预定阈值，可以指示占用事件。在一个实施方式中，为了减小占用检测中的误报的可能性，可以忽略在绝大多数区中同时出现的高于预定阈值的平均光强度与加权运行平均值的偏差。此外，每个区的加权运行平均值与分区的平均光强度之间的差值可以针对不同的光照水平进行归一化，以提高占用检测的准确性。最后，高斯混合模型可以应用于导出的图像数据并用于确定占用事件，以便提高占用检测的准确性。
在结合附图阅读以下详细描述之后，本领域的技术人员将理解本公开的范围并且认识到其额外方面。
附图说明
并入本说明书中并且形成本说明书的一部分的附图示出了本公开的几个方面，并且与描述一起用于解释本公开的原理。
图1是根据本公开的一个实施方式的照明灯具的透视图。
图2是根据本公开的一个实施方式的照明灯具的截面。
图3是根据本公开的额外的实施方式的照明灯具的截面。
图4示出了根据本公开的一个实施方式的安装在照明灯具的散热器中的图像传感器。
图5示出了根据本公开的一个实施方式的图像传感器的细节。
图6是示出根据本公开的一个实施方式的照明灯具的电子部件的框图。
图7是示出根据本公开的一个实施方式的控制系统的细节的框图。
图8是示出根据本公开的额外的实施方式的控制系统的细节的框图。
图9示出根据本公开的一个实施方式的涉及从图像数据确定导出的图像数据的概念。
图10是示出根据本公开的一个实施方式的用于调整照明灯具的一个或多个光输出特性的方法的流程图。
图11是示出根据本公开的额外的实施方式的用于调整照明灯具的一个或多个光输出特性的方法的流程图。
图12是示出根据本公开的额外的实施方式的用于调整照明灯具的一个或多个光输出特性的方法的流程图。
图13是示出根据本公开的额外的实施方式的用于调整照明灯具的一个或多个光输出特性的方法的流程图。
图14是示出根据本公开的一个实施方式的用于从导出的图像数据确定环境光水平的方法的流程图。
图15是示出根据本公开的一个实施方式的用于从导出的图像数据确定占用事件的方法的流程图。
图16是示出根据本公开的额外的实施方式的用于从导出的图像数据确定占用事件的方法的流程图。
图17是示出根据本公开的一个实施方式的用于检测和表征调制光信号的方法的流程图。
图18示出根据本公开的一个实施方式的用于确定调制光信号的方向信息的方法。
图19示出根据本公开的一个实施方式的包括每个照明灯具与另一照明灯具的确定的空间关系的照明系统。
图20是根据本公开的第一实施方式的示例性led的截面。
图21是根据本公开的第二实施方式的示例性led的截面。
图22是示出三个不同led和黑体轨迹的色点的cie1976色度图。
具体实施方式
下面阐述的实施方式表示使本领域技术人员能够实践本公开并且示出实践本公开的最佳模式的必要信息。在根据附图阅读以下描述时，本领域技术人员将理解本公开的概念并且将认识到本文中未特别论述的这些概念的应用。应该理解，这些概念和应用落入本公开和所附权利要求的范围内。
应该理解，诸如“前”、“向前”、“后”、“下”、“上”、“上部”、“下部”、“水平”或“垂直”的相对术语可以在本文中用于描述如图中所示的一个元件、层或区域与另一元件、层或区域的关系。应该理解的是，除了附图中描绘的方位之外，这些术语还旨在涵盖该装置的不同方位。
通常，公开了具有控制系统、光源和图像传感器模块的照明灯具。图像传感器模块被配置为捕获一个或多个图像，并且处理一个或多个图像，以提供从一个或多个图像下采样的导出的图像数据。如本文所定义的，导出的图像数据是表示从自图像传感器获取的原始图像数据下采样的图像的一个或多个特性的数据。在一些实施方式中，导出的图像数据是分区的平均光强度数据，其在本文中被定义为图像帧中的多个区中的每一个区的平均光强度值。光源响应于一个或多个驱动信号而提供光。控制系统提供一个或多个驱动信号，以控制由光源发射的光。特别地，控制系统基于导出的图像数据提供一个或多个驱动信号，导出的图像数据可以指示照明灯具周围的区域中的环境光水平或者在照明灯具周围的区域中检测到的占用事件。通过使用导出的图像数据(而不是图像和/或原始图像数据)来提供驱动信号，减少了在图像传感器模块和控制系统之间传输的数据量，这可以降低连接控制系统和图像传感器模块的总线的性能要求。此外，使用导出的图像数据允许控制系统处理较少的数据，从而降低了控制系统本身的性能要求，并且从而潜在地降低了照明灯具的成本。
图像传感器模块可以进一步用于监视来自一个或多个额外照明灯具的调制光信号。如本文所定义的，调制光信号是专门为传达信息的目的而调制的光信号。可以调制光的强度、颜色、鲜艳度或任何其他期望的特性，以传达信息。值得注意的是，信息可以仅仅是识别出照明灯具以特定模式操作的期望的调制模式，例如，以便于检测下面讨论的照明灯具。在检测到调制光信号时，控制系统可以确定调制光信号(或从相同的额外照明灯具传送的稳态光信号)的强度以及从中接收调制光信号的方向。通过确定从额外照明灯具发射的光的强度和方向，可以确定额外照明灯具的相对位置。此外，照明灯具能够准确地确定额外照明灯具是否应该与该照明灯具分组，使得照明灯具和额外照明灯具应该被一起控制。
在讨论本公开的细节之前，提供示例性照明灯具的概述。虽然本公开的概念可以用于任何类型的照明系统中，但是下面的描述在暗槽型照明灯具中描述了这些概念，例如，在图1至图3中所示的照明灯具10。这种特定的照明灯具基本上类似于由北卡罗来纳州达勒姆的克利(cree)公司制造的cr和cs系列的暗槽型照明灯具。
尽管所公开的照明灯具10采用其中光首先从光源向上发射并然后向下反射的间接照明配置，但是直接照明配置也可以利用本公开的概念。除了暗槽型照明灯具之外，本公开的概念还可以用于凹入式照明配置、壁挂式照明配置、室外照明配置等。此外，下面描述的功能和控制技术可以用于同时控制不同类型的照明灯具以及不同组的相同类型的或不同类型的照明灯具。
通常，暗槽型照明灯具(例如，照明灯具10)被设计为安装在天花板中、天花板上或从天花板向下安装。在大多数应用中，暗槽型照明灯具安装在商业、教育或政府设施的吊顶(未示出)中。如图1至图3所示，照明灯具10包括方形或矩形的外框架12。在照明灯具10的中心部分是两个矩形透镜14，其通常是透明的、半透明的或不透明的。反射器16从外框架12延伸到透镜14的外边缘。透镜14在反射器16的最内部分之间有效地延伸到细长的散热器18，该散热器用于连接透镜14的两个内边缘。
现在特别转向图2和图3，散热器18的背面提供用于诸如led阵列20的固态光源的安装结构，该led阵列20包括安装在适当的基板上的一排或多排单独的led。led被定向为主要朝向凹形盖22向上发光。由盖22、透镜14和散热器18的背面限定的体积提供混合室24。因此，光将从led阵列20的led朝向盖22向上发出，并且将通过相应的透镜14向下反射，如图3所示。值得注意的是，并非所有从led发射的光线将直接从盖22的底部反射出并通过具有单个反射的特定透镜14反射回。许多光线将在混合室24内弹跳并且与其他光线有效地混合，从而通过相应透镜14发射期望均匀的光。
本领域技术人员将认识到，在许多其他变量中，透镜14的类型、led的类型、盖22的形状以及盖22的底侧上的任何涂层将影响由照明灯具10发射的光的量和质量。如将在下面更详细讨论的，led阵列20可以包括不同颜色的led，其中，从各种led发射的光混合在一起，以形成具有基于针对特定实施方式的设计参数、环境条件等的期望特性(例如，光谱内容(颜色或色温)、显色指数(cri)、输出水平等)的白光。
如从图2和图3中显而易见的，散热器18的细长的散热片可以从照明灯具10的底部可见。将led阵列20的led置于沿散热器18的上侧进行热接触，允许由led产生的任何热量有效地传递到散热器18的底侧上的细长散热片，以便在安装照明灯具10的房间内消散。再次，图1至图3中所示的照明灯具10的特定配置仅是可应用本公开的概念的照明灯具10的几乎无限制的配置中的一个。
继续参考图2和图3，电子器件壳体26被示出为安装在照明灯具10的一端，并且用于容纳用于控制led阵列20的控制系统(未示出)的全部或一部分并且与各种传感器(例如，图像传感器)相互作用。
图4示出了根据本公开的一个实施方式的集成到照明灯具10中的图像传感器28。图像传感器28可以是ccd(电荷耦合器件)、cmos(互补金属氧化物半导体)或任何其他类型的图像传感器。图像传感器28定向在照明灯具10中并且可以被配置为捕获与由照明灯具10发射的光照亮的区域(至少)大致对应的视场。具体地，图像传感器28被示出为安装到散热器18以及led阵列20的后(顶)侧。透镜30或开口设置在散热器18中使得透镜30的前表面与散热器18的前表面齐平。图像传感器28的像素阵列32与透镜30对齐，使得像素阵列32通过散热器18中的透镜30暴露于视场。如图所示，散热器18的一部分的轮廓成形为适应透镜30并且确保视场不受阻碍。值得注意的是，图像传感器28不需要安装到散热器18。图像传感器28可以安装在照明灯具10的任何部分上，使得像素阵列32能够进入适当的视场。此外，尽管示出了简单的单个元件透镜，但是在不脱离本公开的原理的情况下，可以使用包括多元件透镜的任何数量的不同透镜。
在图5中示出示例性的基于cmos的图像传感器28的细节。虽然示出了基于cmos的图像传感器28，但是本领域技术人员将理解的是可以采用其他类型的图像传感器28，例如，基于ccd的传感器。基于cmos的图像传感器28在照明应用中特别有用，因为它们具有与人眼的光谱灵敏度重叠的宽光谱灵敏度。人眼的光谱灵敏度相对较窄并且以560nm为中心。基于cmos的图像传感器28的光谱灵敏度要宽得多，但基本上与人眼的光谱灵敏度重叠，并且朝向光谱的红色端和红外(ir)端延伸。基于ccd的图像传感器28的光谱灵敏度相对较宽，但不与人眼及其cmos对应物的光谱灵敏度重叠。
图像传感器28通常包括像素阵列32、模拟处理电路34、模数转换器(adc)36、数字处理电路38和传感器控制电路40。在操作中，像素阵列32将接收从传感器控制电路40捕获图像的指令。作为响应，像素阵列32将在每个像素处检测到的光转换为模拟信号，并将像素阵列32的每个像素的模拟信号传递到模拟处理电路34。模拟处理电路34将对模拟信号进行滤波和放大，以产生放大的信号，这些放大的信号由adc36转换为数字信号。数字信号由数字处理电路38处理，以产生与捕获的图像对应的图像数据。
传感器控制电路40将响应于例如来自控制系统的指令而促使像素阵列32捕获图像。传感器控制电路40控制由模拟处理电路34、adc36和数字处理电路38提供的图像处理的定时。传感器控制电路40还设置图像传感器的处理参数，例如，由模拟处理电路34提供的增益和滤波的性质以及由数字处理电路38提供的图像处理的类型。这些设置可以由包括在图像传感器模块(未示出)中的图像处理电路(未示出)以及图像传感器28控制，如下所述。
图6示出了根据本公开的一个实施方式的照明灯具10的电气框图。照明灯具10包括图像传感器模块42，图像传感器模块42包括图像传感器28和图像处理电路44，图像处理电路44又包括多个寄存器46、可选的补充图像数据处理电路48、控制系统50和led阵列20。图像传感器模块42可以是片上系统(soc)，其中，图像传感器28和图像处理电路44集成在单个芯片上。补充图像数据处理电路48可以与图像传感器模块42一起或分开设置。补充图像数据处理电路48可以用于从控制系统50中卸载与不能由图像传感器模块42中的图像处理电路44处理的图像数据和/或导出的图像数据相关的计算。因此，使用补充图像数据处理电路48，可以降低控制系统50的计算负载。在一些情况下，这可以提高控制系统50的性能，或者可以降低控制系统50所需的处理能力。降低控制系统50所需的处理能力，可以允许使用更便宜和/或更有效的控制系统50。这种益处通常可以针对补充图像数据处理电路48的添加的成本、面积消耗和能量消耗来进行加权。
在操作中，图像传感器28被配置为如上所述捕获图像。来自这些图像的图像数据经由第一高速总线52发送到图像处理电路44。图像处理电路44可以对图像数据执行多个操作，包括滤波和调整图像数据。此外，图像处理电路44可以从图像数据确定导出的图像数据。通常，导出的图像数据是图像数据的下采样形式。在一个实施方式中，导出的图像数据是分区的平均光强度数据，其在本文中被定义为在图像数据的帧中的多个不同区的平均光强度。在各种实施方式中，平均光强度可以是平均亮度或平均亮度值。该导出的图像数据通常写入到图像处理电路44的寄存器46中。可以在图像传感器模块42的正常操作过程中提供导出数据，例如，作为由图像处理电路44运行的自动曝光过程的一部分。因此，从补充图像数据处理电路48和/或控制系统50的角度来看，获得导出的图像数据，几乎没有计算“成本”。换言之，为了获得导出的图像数据，补充图像数据处理电路48和/或控制系统50仅需要读取图像处理电路44的寄存器46，并且因此避免接收和处理更复杂的图像数据。
补充图像数据处理电路48可以对导出的图像数据执行一个或多个计算，以确定环境光水平和/或占用事件。然而，如上所述，这些计算也可以由控制系统50直接执行。使用导出的图像数据，可以允许补充图像数据处理电路48使用第一低速总线54来与图像处理电路44通信。类似地，也可以使控制系统50能够经由第二低速总线56与补充图像数据处理电路48通信和/或直接与图像处理电路44通信。这是由于以下事实：与实际图像数据相比，导出的图像数据是下采样的，并因此当与图像数据相比时，导出的图像数据可以被非常快速地传输。在导出的图像数据不足以准确表征照明灯具10周围的区域的情况下，可以将全图像数据从图像处理电路44经由第二高速总线58传输到补充图像数据处理电路48，以便进一步检查。然后，图像数据可以由补充图像数据处理电路48进行处理并且必要数据经由第二低速总线56发送到控制系统50，或者全图像数据也可以经由第三高速总线60从图像处理电路44直接发送到、或经由第三高速总线60从补充图像数据处理电路48间接发送到控制系统50。
第一高速总线52、第二高速总线58和第三高速总线60可以是本领域已知的任何数量的高速总线。例如，第一高速总线52、第二高速总线58和第三高速总线60可以是通用串行总线(usb)、外围部件互连(pci)总线、外部串行高级技术附件(esata)总线等。第一低速总线54和第二低速总线56可以是本领域已知的任何数量的低速总线。例如，第一低速总线54和第二低速总线56可以是rs-232总线、串行外围接口(spi)总线、i2c总线等。
控制系统50可以使用图像数据和/或导出的图像数据来调整led阵列20的一个或多个光输出特性。例如，控制系统50可以使用图像数据和/或导出的图像数据来调整led阵列20的光输出的色温、光强度、颜色、鲜艳度等。交流(ac)电源62可以为控制系统50和led阵列20提供电力。
虽然图像传感器模块42被示出为附接到照明灯具10并且耦接到补充图像数据处理电路48和/或控制系统50，但是也可以从其远程提供图像传感器模块42。例如，图像传感器模块42可以进一步包括无线或有线通信电路，图像传感器模块42通过该无线或有线通信电路与控制系统50通信。因此，图像传感器模块42可以位于远离照明灯具10的位置，并且可以在给定区域中由多个照明灯具使用。
图7示出了根据本公开的一个实施方式的控制系统50的细节。控制系统50包括驱动器电路64、处理电路66和通信电路68。驱动器电路64可以被配置为接收ac或直流(dc)输入信号并且适当地调节信号，以向led阵列20提供一个或多个期望的驱动信号。处理电路66可以提供照明灯具10的主要智能并且促进高级决策制定和信息处理。通信电路68可以包括被配置为与额外照明灯具、控制器等通信的有线通信电路和/或无线通信电路。虽然驱动器电路64、处理电路66和通信电路68都示出在单个控制系统50内，但是也可以分开提供各种部件。此外，在不脱离本公开的原理的情况下，各种部件可以组合到单个部件(例如，单个封装)中。
图8示出了根据本公开的一个实施方式的控制系统50和led阵列20的更多细节。如图所示，驱动器电路64包括ac-dc转换器电路70和dc-dc转换器电路72。ac-dc转换器电路70从ac电源62接收ac输入信号并将dc信号提供给dc-dc转换器电路72。具体地，ac-dc转换器电路70向led阵列20中的多个串联连接的led串74中的每一个led串的dc-dc转换器电路72提供dc信号。如下面详细讨论的，串联连接的led串74中的每一个led串中的特定led可以提供具有不同特性的光。针对串联连接的led串74中的每一个led串的dc-dc转换器电路72可以独立地控制通过该串提供的电流。因此，通过向不同的串提供不同的电流，dc-dc转换器电路72可以调整led阵列20的一个或多个光输出特性。ac-dc转换器电路70和dc-dc转换器电路72可以受由处理电路66提供的输入信号控制。
处理电路66可以包括可以存储指令的存储器76，该指令在由处理电路66执行时实现照明灯具10的核心功能。具体地，存储器76可以包括用于控制dc-dc转换器电路72以便基于来自图像传感器模块42的输入从led阵列20提供具有一个或多个期望特性的光的指令。通信电路68可以包括有线通信电路78和无线通信电路80。因此，通信电路68可以使照明灯具10能够通过本地或远程网络与一个或多个额外照明灯具(未示出)、一个或多个控制器(未示出)或任何其他装置进行通信。
图9示出了根据本公开的一个实施方式从图像数据获得导出的图像数据。仅出于示例性目的，示出了包括32×24个像素的图像帧82。这些像素中的每一个可以与多条数据相关联，例如，针对每个像素(其可以均是8位或者一个字节)检测到的红色、绿色和蓝色的水平。还可以提供诸如光强度的另外的信息，这可以向每个像素添加额外数据(例如，额外字节)。相反，还示出了导出的图像数据帧84。导出的图像数据帧84包括4×3个区，每个区由单条信息描述：可以由单个字节表示的平均光强度。因此，尽管图像帧82可以与32×24×4条数据(例如，字节)相关联，但是导出的图像数据帧84仅与4×3×1条数据(例如，字节)相关联。如上所述，这允许在补充图像数据处理电路48和/或控制系统50中显著降低计算开销。
图10是示出根据本公开的一个实施方式的调整来自照明灯具10的光输出的方法的流程图。首先，从图像传感器模块42获得导出的图像数据(步骤200)。如上所述，这可以是分区的平均光强度数据。然后，基于导出的图像数据来调整来自照明灯具10(即，来自led阵列20)的光输出的一个或多个光输出特性(步骤202)。光输出特性可以由控制系统50调整。通过使用导出的图像数据来调整照明灯具10的一个或多个光输出特性，与在照明灯具10中使用图像数据相关联的计算开销可以被显著降低。
图11是示出根据本公开的另一实施方式的调整来自照明灯具10的光输出的方法的流程图。首先，如上所述，从图像传感器模块42获得导出的图像数据(步骤300)。然后，从导出的图像数据确定环境光水平(步骤302)。如下面详细讨论的，从导出的图像数据确定环境光水平可以包括对图像帧的分区的平均光强度数据进行平均。在一些实施方式中，可以丢弃比一个或多个其他区的平均光强度测量值大预定阈值的特定区的平均光强度测量值，以增加环境光水平的准确性。然后，基于环境光水平，调整照明灯具10的一个或多个光输出特性(步骤304)。
图12是示出根据本公开的另一实施方式的调整来自照明灯具10的光输出的方法的流程图。首先，如上所述，从图像传感器模块42获得导出的图像数据(步骤400)。然后，基于导出的图像数据确定占用事件(步骤402)。如下面详细讨论的，从导出的图像数据确定占用事件可以包括检测特定区的平均光强度的运行加权平均值和该区的瞬时平均光强度之间的变化。通常，如果差值高于预定阈值，则指示占用事件。在一些实施方式中，差值可以进行归一化。在其他实施方式中，可以将高斯混合模型应用于分区的平均光强度数据，以检测与正常水平的相关偏差。然后，基于占用事件，调整照明灯具10的一个或多个光输出特性(步骤404)。
图13是示出根据本公开的另一实施方式的调整来自照明灯具10的光输出的方法的流程图。首先，如上所述，从图像传感器模块42获得导出的图像数据(步骤500)。然后，如上所述，基于导出的图像数据，确定占用事件(步骤502)。此外，如上所述，基于导出的图像数据，确定环境光水平(步骤504)。然后，基于占用事件和环境光水平，调整照明灯具10的一个或多个光输出特性(步骤506)。
图14是示出根据本公开的一个实施方式的用于从导出的图像数据确定环境光水平的方法的流程图。该方法从导出的图像数据开始，该数据可以是帧中的每个区的平均光强度(步骤600)。分析每个区的平均光强度，以确定是否存在任何异常区(步骤602)。异常区可以是具有比一个或多个其他区的平均光强度高或低预定阈值(例如，一个或多个标准偏差)的平均光强度的帧中的区。这些异常区可以表示例如从明亮表面、指向建筑物外部的帧的一部分(例如，通过窗户)等反射出。因此，丢弃检测到的任何异常区(步骤604)。然后，对剩余区的分区的平均光强度值进行平均(步骤606)，结果是表示由该帧捕获的空间的环境光水平(步骤608)。
图15是示出根据本公开的一个实施方式的用于从导出的图像数据确定占用事件的方法的流程图。该方法从导出的图像数据开始，导出的图像数据可以是帧中的每个区的平均光强度(步骤700)。每个区的平均光强度被保持为加权运行平均值(步骤702)。应用于运行平均值的权重可以通过实验来确定，以平衡检测占用事件与发生误报的有效性。然后，分析每个区的瞬时平均光强度与每个区的平均光强度的加权运行平均值之间的差值，以确定该差值是否高于预定阈值(步骤704)。例如，可以分析每个区的瞬时平均光强度和每个区的平均光强度的加权运行平均值，以确定瞬时平均光强度是否偏离平均光强度的加权运行平均值一个或多个标准偏差。如果一区的瞬时平均光强度与一区的平均光强度的加权运行平均值之间的差值高于预定阈值，则指示占用事件(步骤706)。如果一区的瞬时平均光强度与一区的平均光强度的加权运行平均值之间的差值不高于预定阈值，则不指示占用事件，并且该过程继续运行。
图16是示出根据本公开的另一实施方式的用于从导出的图像数据确定占用事件的方法的流程图。所示的方法类似于图15的方法，其中，步骤800、802和806与步骤700、702和706相同。然而，在步骤804中，在与预定阈值进行比较之前，将一区的瞬时平均光强度与该区的平均光强度的加权运行平均值之间的差值进行归一化(步骤806)。将一区的瞬时平均光强度与该区的平均光强度的加权运行平均值之间的差值进行归一化，补偿环境光水平的差值，这可能使占用事件更容易或更难以检测。例如，当与高环境光水平相比时，在低环境光水平下，具有位于其中的人员的区与空区的平均光强度的差值可能相当小。因此，可以将归一化函数应用于该差值，以便增加占用事件检测的准确性。归一化函数可以通过实验确定并且在运行时固定或者在操作期间连续调整。
如上所述，图像传感器模块42可以用于确定照明灯具10周围区域的环境光水平和一个或多个占用事件。通常，这些功能将由模拟环境光传感器与一个模拟被动红外(pir)占用传感器组合地执行。图像传感器模块42的成本可以与这些传感器相当。此外，如下面所讨论的，图像传感器模块42可以实现执行额外的功能，例如，照明灯具网络中的额外照明灯具的检测和位置。
图17是示出用于检测照明灯具网络中在照明灯具10附近的额外照明灯具的存在的方法的流程图。特别地，所描述的方法涉及检测和表征从额外照明灯具提供的调制光信号。如在共同转让的美国专利申请号13/782,022中所讨论的，其全部内容通过引用结合于此，照明系统中的照明灯具可以轮流提供调制光信号，照明网络中的其他照明灯具收听该调制光信号，以确定照明灯具的相对接近度，并且因此确定它们是否应该添加到可以一起控制照明灯具的控制组中。通常，这涉及使用不能够确定提供调制光信号的方向的传统模拟环境光传感器。相反，模拟环境光传感器仅仅通过检测或不检测调制光信号来提供照明灯具彼此接近度的粗略指示，从而指示它们是否应该在控制组中一起提供。使用图像传感器模块42，可以使用图像处理来更精确地确定照明灯具是否应该一起分组。此外，图像传感器模块42能够提供关于接收到的调制光信号的方向信息，其可以用于确定广播的照明灯具相对于接收照明灯具的相对位置，如下所述。
图17中所示的方法从导出的图像数据开始，该数据可以是帧中的多个区的平均光强度数据(步骤900)。基于导出的图像数据的采样频率与另一照明灯具提供的光信号的调制频率之间的差值来确定差频(步骤902)。导出的图像数据的采样频率可能受到图像传感器28的帧速率的限制。即，导出的图像数据可能仅以图像传感器28的帧速率更新。因为采样频率可能只是轻微地高于由额外照明灯具提供的光信号的调制频率，所以差频用于检测调制。特别地，分析每个区的随时间的平均光强度(步骤904)，并且确定平均光强度是否以差频振荡(步骤906)。例如，如果调制频率是80hz，并且图像传感器28的采样频率是84hz，则将分析每个区的平均光强度，以确定其是否以4hz振荡。如果特定区的平均光强度不以差频振荡，则该过程继续分析每个区的平均光强度(步骤904)。如果特定区的平均光强度以差频振动，则确定来自调制光信号的光的强度(步骤908)，如下面详细讨论的。此外，如下面详细讨论的，确定调制光信号的方向(步骤910)，并且该过程结束。
确定来自调制光信号的光的强度可以以多种不同的方式来完成。在一个实施方式中，一旦检测到调制模式，则图像传感器等待调制结束，并且然后确定提供调制光信号的额外照明灯具的稳态光输出，例如，使用检测到调制光信号的区的平均光强度值。在这种情况下，额外照明灯具可以被配置为在提供调制光信号之后的给定时间段内提供固态光信号，而照明网络中的其他照明灯具可以保持关闭。在另一实施方式中，在调制光信号的采样时间内的峰值平均光强度值的平均值用作光强度。在另一实施方式中，在调制光信号的整个采样时间内的平均光强度值的平均值用作光强度。光强度可以指示照明灯具10对于提供调制光信号的额外照明灯具的接近度。因此，光强度可以用于例如确定额外照明灯具是否应该包括在具有照明灯具10的控制组中，或者可以用于确定额外照明灯具相对于照明灯具10的位置。
确定调制光信号的方向，可以通过确定调制光信号的强度最高的区并且追踪从帧的中心开始到该区的线路来完成。然后，该线路可以指向提供调制光信号的额外照明灯具的总体方向。
图18示出了根据本公开的一个实施方式的可以如何确定从额外照明灯具接收的调制光信号的方向。如图所示，在帧86的左上角检测到调制光信号。追踪从帧86的中心到检测到调制光信号的区的线路88，从而指示提供调制光信号的额外照明灯具的总体方向。如果在一个或多个额外的区中检测到相同的调制光信号，则将使用具有来自调制光信号的光的最高强度的区。
图19示出了由照明系统92中的多个照明灯具90获得的各种强度和方向测量值构建的地图。如图所示，对于附近的照明灯具90，每个照明灯具90具有表示为从一个照明灯具90朝向另一个延伸的向量的相对方向和强度。该信息可以用于确定照明灯具器90相对于彼此的相对位置，并且可以用于构建如图19所示的图形表示。
如上所述，led阵列20包括多个led，例如，图20和图21所示的led94。参照图20，单个led芯片96使用焊料或者导电环氧树脂安装在反射杯98上，使得用于led芯片96的阴极(或阳极)的欧姆触点电耦接到反射杯98的底部。反射杯98耦接到led94的第一引线100或者与其一体形成。一个或多个键合线102将led芯片96的阳极(或阴极)的欧姆触点连接到第二引线104。
可以用密封led芯片96的密封剂材料106填充反射杯98。密封剂材料106可以是透明的或者包含波长转换材料，例如，荧光体，其将在下面更详细地描述。整个组件密封在透明保护树脂108中，该透明保护树脂可以模制成透镜形状，以控制从led芯片96发射的光。
图21中示出了用于led94的替代封装，其中，led芯片96安装在基板110上。具体地，用于led芯片96的阳极(或阴极)的欧姆触点直接安装到基板110的表面上的第一接触垫112。用于led芯片96的阴极(或阳极)的欧姆触点使用键合线116连接到第二接触垫114，第二接触垫也在基板110的表面上。led芯片96位于反射器结构118的空腔中，该反射器结构由反射材料形成并且用于反射从led芯片96通过由反射器结构118形成的开口发射的光。由反射器结构118形成的空腔可以填充有密封led芯片96的密封剂材料106。密封剂材料106可以是透明的或包含波长转换材料，例如，荧光体。
在图20和图21的实施方式中的任一个中，如果密封剂材料106是透明的，则由led芯片96发射的光穿过密封剂材料106和透明保护树脂108，而没有任何实质的颜色变化。因而，从led芯片96发射的光实际上是从led94发射的光。如果密封剂材料106包含波长转换材料，则由led芯片96发射的在第一波长范围内的基本上全部或部分光可以被波长转换材料吸收，波长转换材料将响应地发射在第二波长范围内的光。波长转换材料的浓度和类型将决定由led芯片96发射的光中有多少光被波长转换材料吸收以及波长转换的程度。在由led芯片96发射的一些光穿过波长转换材料而未被吸收的实施方式中，穿过波长转换材料的光将与由波长转换材料发射的光混合。因此，当使用波长转换材料时，与从led96发射的实际光相比，从led芯片94发射的光颜色偏移。
例如，led阵列20可以包括一组bsy或bsgled94以及一组红色led94。bsyled94包括发射浅蓝色光的led芯片96，并且波长转换材料是吸收蓝光并发射淡黄色光的黄色荧光体。即使一些浅蓝色光穿过荧光体，但是从整个bsyled94发射的光的最终混合也是淡黄色光。从bsyled94发射的淡黄色光在1976cie色度图上具有落在黑体轨迹(bbl)上方的色点，其中，bbl对应于白光的各种色温。
类似地，bsgled94包括发射浅蓝色光的led芯片96；然而，波长转换材料是吸收蓝光并发射微绿色光的微绿色荧光体。即使一些浅蓝色光穿过荧光体，但是从整个bsgled94发射的光的最终混合也是微绿色光。从bsgled94发射的微绿色光在1976cie色度图上具有落在bbl上方的色点，其中，bbl对应于白光的各种色温。
红色led94通常在bbl的相对侧上的色点处发射微红色光，作为bsl或bsgled94的淡黄色或微绿色光。因而，来自红色led94的微红色光可以与从bsy或bsgled94发射的淡黄色或微绿色光混合，以生成具有期望色温并落入bbl的期望接近度内的白光。实际上，来自红色led94的微红色光将来自bsy或bsgled94的淡黄色或微绿色光拉到bbl上或附近的期望色点。值得注意的是，红色led94可具有天然发射微红色光的led芯片96，其中，不使用波长转换材料。可替换地，led芯片96可以与波长转换材料相关联，其中，从波长转换材料发射的最终光和从led芯片96发射而不被波长转换材料吸收的任何光混合，以形成期望的微红色光。
用于形成bsy或bsgled94的蓝色led芯片96可以由氮化镓(gan)、氮化铟镓(ingan)、碳化硅(sic)、硒化锌(znse)或类似材料系形成。红色led芯片96可以由氮化铝铟镓(alingap)、磷化镓(gap)、砷化铝镓(algaas)或类似材料系形成。示例性的黄色荧光体包括铈掺杂的钇铝石榴石(yag：ce)、黄色bose(ba、o、sr、si、eu)荧光体等。示例性的绿色荧光体包括绿色bose荧光体、镥铝石榴石(luag)、铈掺杂的luag(luag：ce)、来自201washingtonroad，princeton，nj08540的lightscapematerials公司的mauim535等。上述led体系结构、荧光体和材料系仅仅是示例性的，并不旨在提供适用于本文公开的概念的体系结构、荧光体和材料系的详尽列表。
国际照明委员会(国际照明委员会或cie)多年来定义了各种色度图。色度图用于投影表示所有人类可感知的颜色而不参考明亮度或亮度的颜色空间。图22示出了cie1976色度图，其包括普朗克轨迹或黑体轨迹(bbl)的一部分。bbl是白炽黑体的颜色将随着黑体温度的变化而行进的颜色空间内的路径。虽然白炽体的颜色可以从橙红色变为蓝色，但路径的中间部分涵盖传统上被认为是“白光”的部分。
相关色温(cct)或色温用于表征白光。cct以开尔文(k)度量，并由北美照明工程协会(iesna)定义为“其色度与光源的色度最相似的黑体的绝对温度”。光输出为：
-低于3200k的光输出是淡黄白色，并通常被认为是暖(白)光；
-在3200k和4000k之间的光输出通常被认为是中性(白)光；并且
-高于4000k的光输出是浅蓝白色，并通常被认为是冷(白)光。
在以下讨论中，重点是提供具有期望的cct的白光，这通常是普通照明的主要目标。然而，下面讨论的概念同样适用于将由照明灯具10提供的光的总体颜色调整为不被认为是白色或者具有不落在bbl上或比较接近bbl的色点的颜色。
坐标[u'、v']用于定义cie1976色度图的颜色空间内的色点。v'值定义了垂直位置，并且u'值定义了水平位置。作为示例，第一bsyled94的色点约为(0.1900，0.5250)，第二bsyled94的色点约为(0.1700，0.4600)，并且红色led94的色点约为(0.4900，0.5600)。值得注意的是，第一bsyled94和第二bsyled94沿着v'轴彼此显著间隔开。因而，第一bsyled94在色度图中比第二bsyled94高得多。为便于参考，第一bsyled94被称为高bsy-hled，并且第二bsyled94被称为低bsy-lled。
因而，在所示示例中，高bsy-hled和低bsy-lled的δv'约为0.065。在不同的实施方式中，δv'可以分别大于0.025、0.030、0.033、0.040、0.050、0.060、0.075、0.100、0.110和0.120。对于任何上述下限，δv'的示例性但非绝对上限可以是0.150、0.175或0.200。对于特定颜色的led组，两组led之间的δv'是每组led的平均v'值之间的差值。因而，在特定颜色的led组之间的δv'也可分别大于0.030、0.033、0.040、0.050、0.060、0.075、0.100、0.110和0.120，具有与上述相同的上限。此外，在某些实施方式中，特定一组led内的led94之间的色点的变化可以限制在七、五、四、三或两步麦克亚当椭圆内。一般来说，δv'越大，白光的cct可以通过其沿黑体轨迹调整的范围越大。白光越接近黑体轨迹，白光将越紧密地复制白炽散热器的白光。
在一个实施方式中，led阵列20包括仅由低bsy-lled构成的第一led组、仅由高bsy-hled构成的第二led组以及仅由红色led构成的第三led组。可以独立地控制用于驱动第一、第二和第三led组的电流，使得独立地控制从第一、第二和第三led组输出的光的强度。因而，第一、第二和第三led组的光输出可以混淆或混合，以产生实际上具有在由相应低bsy-lled、高bsy-hled和红色led的色点形成的三角形内的任何位置处的总体色点的光输出。在这个三角形内存在bbl的显著部分，并且因而，可以动态调整光输出的总体色点，以沿着位于该三角形内(以及实际上在三角形内的任何位置)的bbl的部分落入。
交叉阴影图案突出显示落入三角形内的bbl的部分。沿着bbl调整光输出的总体色点，对应于调整光输出的cct，当落在bbl上或bbl附近时，该光输出如上所述被认为是白光。在一个实施方式中，总体光输出的cct可以在从约2700k到约5700k的范围内调整。在另一实施方式中，总体光输出的cct可以在从约3000k到5000k的范围内调整。在又一实施方式中，总体光输出的cct可以在从约2700k到5000k的范围内调整。在又一实施方式中，总体光输出的cct可以在从约3000k到4000k的范围内调整。这些cct的变化可以在保持高显色指数值(cri)的同时实现，例如，cri等于或大于90。
被认为是“白”光，总体色点不必精确地落在bbl上。除非另有定义，并且仅出于本申请的目的，bbl的五步麦克亚当椭圆内的色点被定义为bbl上的白光。对于更严格的公差，可以定义四、三和两步麦克亚当椭圆。
如在共同转让的和共同未决的美国专利申请号14/623,314中所讨论的(其全部内容通过引用结合于此)，图像传感器28对图像的捕获可以与led阵列20的光输出协调，以便确保当led阵列20提供足够的光以进行必要的测量时，捕获图像。特别地，来自led阵列20的光输出通常以高于人眼可检测到的频率进行脉宽调制。因此，从led阵列20输出的光通常以相对高的频率在开状态和关状态之间循环。如果在led阵列20的关闭状态期间捕获图像，则可能没有足够的光来准确地检测占用事件，并且环境光水平测量可能类似地倾斜。因此，控制系统50可以确保led阵列20和图像传感器28的操作是协调的。
此外，在一些实施方式中，led阵列20的一个或多个光输出特性可在图像捕获时段内改变，例如，以突出显示图像的一个或多个方面并因此更好地表征空间。例如，led阵列20的光输出的色温、光强度、鲜艳度、颜色等可以在图像捕获时段内瞬时改变。这些变化可以简单地进行，使得人眼不能检测到，从而防止从led阵列20输出的可感知光具有任何中断。
本领域技术人员将认识到对本公开的实施方式的改进和修改。所有这些改进和修改都被认为是在本文公开的概念和所附权利要求的范围内。