用于控制照明的系统和方法

专利名称：用于控制照明的系统和方法
技术领域：
本发明涉及照明领域，尤其是涉及一种用于控制照明的系 统和方法。
背景技术：
在发光设备(比如固态半导体和有机发光二极管(LED))
的光通量的开发和改进方面的进步使这些设备适于用在通常的照明应 用中，所述照明应用包括建筑物照明、娱乐照明的和公路照明。与比 如为白炽灯、荧光灯和高强度放电灯之类的光源相比，发光二极管日 益具有竟争力。例如，各种基于LED的光源可以被使用和控制以提供 期望的输出，所述光源可以包括不同LED的组合和可选地包括其它发 光设备和/或发光器件/材料。其它已公开的基于LED的光源包括反馈系统，所述反馈系 统使这样的光源能够将所述光源的LED的输出作为反馈信号的函数进 行调整，以便基本上维持期望的输出。例如，与光源输出颜色、强度 或工作温度有关的反馈信号被用于调整该光源的输出以基本上维持预 先设置的工作条件。同样，随着越来越多的LED波长可^皮选4奪，白光LED光源 和变色LED光源变得越来越普遍。因此， 一直存在对来自这样的光源 的光输出的控制进行改进的需要。然而，仍需解决一些困难以使当前和即将到来的LED技术 适应一般的照明应用。例如，为了使通用的基于LED的光源与当前可 获得的通用光源相比具有竟争力并最终超越这些光源，必须开发技术 以通过被优化的工作参数来改进和尽可能地优化这样的基于LED的设 备的通用照明特性。其它困难由于本领域中所实现的控制系统和控制流程的差 异而产生，使得由不同的可能偏好不同的控制标准或协议的团体提供 的系统和/或产品之间的不兼容性在组合不同产品时可能使这样的系 统的安装和/或操作复杂化，以及当现有产品的升级或修订版本可用时可能阻碍进度或进步。此外，与不同照明设备或系统相关联的不同硬件部件和/或 固件部件之间的兼容性的缺乏可能是有问题的。例如，即使对那些具 有相似物理特性的发光二极管而言，发光二极管的工作特性也可能明 显不同。因此，需要一种克服已知系统的一些缺点的用于控制照明
的系统和方法。此背景信息被提供以展现申请人认为可能与本发明相关的 信息。并不必然意味着承认，也不应当解释为，前述信息构成抵触本 发明的现有技术。

发明内容
本发明的目的是提供一种用于控制照明的系统和方法。根
据本发明的 一 个方面，提供了 一种用于响应于外部输入而控制从 一 个
或多个发光元件中光的产生的系统，该系统包括控制接口模块，所 述控制接口模块被配置为接收外部输入和根据预定的内部控制协议来
转换所述外部输入；和光产生模块，所述光产生模块被可通信地连接 到所述控制接口模块，并且为了根据所述被转换的输入来控制 一个或 多个发光元件而被可操作地连接到所述一个或多个发光元件。根据本发明的另一方面，提供了一种用于响应于外部输入 而控制从照明设备的 一个或多个发光元件中光的产生的方法，该方法 包括步骤接收外部输入；根据预定的内部控制协议来转换所述外部 输入；和根据所述被转换的输入来控制从一个或多个发光元件中的光 的产生。根据本发明的另一方面，提供了一种照明系统，所述照明
系统包括外部输入模块；和一个或多个照明模块，每个照明模块都
包含一个或多个发光元件模块和一个从属控制单元，所述从属控制单
元被可操作地耦合到所述一个或多个发光元件模块以便驱动所述一个
或多个发光元件模块；每个所述从属控制单元都被可通信地连接到所 述外部输入模块以通过控制接口从所述外部输入模块接收外部输入；
所述控制接口被配置为根据可被所述从属控制单元操作的预定内部控 制协议来转换所述外部输入，以根据所述外部输入来驱动所述一个或多个发光元件模块。


图1是根据本发明一个实施例的用于照明系统中照明设备 的驱动与控制系统的高层次示意图表示。图2是根据本发明另一实施例的用于照明系统中照明设备 的驱动与控制系统的高层次示意图表示。图3是根据本发明另一实施例的用于照明系统中照明设备 的驱动与控制系统的高层次示意图表示。图4是根据本发明一个实施例的用于照明系统中照明设备 的驱动与控制系统的固件模块体系结构的方块图。图5是根据本发明一个实施例的用于照明系统中照明设备 的驱动与控制系统的固件模块和模块接口体系结构的方块图。图6是根据本发明另一实施例的用于照明系统中照明设备 的驱动与控制系统的固件模块和模块接口体系结构的方块图。图7是根据本发明一个实施例的用于照明系统中照明设备 的驱动与控制系统的固件模块和模块接口体系结构的方块图，所述方 块图更详细地描述了所述固件模块的模块支承。图8是根据本发明另一实施例的用于照明系统中照明设备 的驱动与控制系统的固件模块和模块接口体系结构的方块图，所述方
块图更详细地描述了所述固件模块的模块支承。图9是根据本发明一个实施例的可用在用于照明系统中照 明设备的驱动与控制系统中的控制接口模块的固件模块和模块接口体 系结构的方块图。图IO是根据本发明一个实施例的可用在用于照明系统中照 明设备的驱动与控制系统中的光产生模块的固件模块和模块接口体系 结构的方块图。图11是根据本发明一个实施例的可用在用于照明系统中照 明设备的驱动与控制系统中的组合的控制接口和光产生模块的固件模 块和模块接口体系结构的方块图。图12是根据本发明一个实施例的照明系统的示意图表示。
图13是根据本发明一个实施例的与手动控制接口一起使用的系统体系结构的示意图表示。图14是根据本发明一个实施例的与手动控制接口和专有协
议控制接口 一起使用的系统体系结构的示意图表示。图15是根据本发明一个实施例的从属控制单元的逻辑体系
结构的示意图表示。图16是根据本发明一个实施例的控制接口的方框图。
图17是(例如图16中图解说明的实施例的)固件体系结
构的方框图。图18是根据本发明一个实施例的手动控制接口的方框图。
图19是(例如图18中图解说明的实施例的)固件体系结 构的方框图。图20是根据本发明另一实施例的手动控制接口的方框图。
图21是(例如图20中图解说明的实施例的)固件体系结 构的方框图。图22是根据本发明一个实施例的照明设备的示意图表示。
图23是根据本发明一个实施例的照明设备的硬件/固件体 系结构的高层次图示。图24是图23的固件体系结构的更详细的图示。
具体实施方式
定义术语"发光元件，，用于定义一种当例如通过在其两端施加 电势差或使电流通过其而被激活时而发出电磁波谱的一个范围中的或 范围的组合(例如可见光范围、红外和/或紫外范围)中的辐射的设备。 因此，发光元件可能具有单色的、准单色的、多色的或宽带谱辐射特 性。发光元件的例子包括半导体的、有机的、或聚合物发光二极管、 光学泵浦磷涂层发光二极管、光学泵浦纳米晶体发光二极管、或本领 域的技术人员应当容易理解的其它类似的设备。此外，术语发光元件 被用于定义发出辐射的特定设备，例如LED电路小片，并同样可以被 用于定义所述发出辐射的特定设备连同所述特定特备被放置在其中的 壳体或包装的组合。在"光产生，，上下文中的术语"光"被用于定义电磁波谱
9的 一 个范围中的或范围的组合(例如可见光范围、红外和/或紫外范围) 中的辐射。因此，产生的光可以包括单色的、准单色的、多色的或宽 带语辐射特性，并可以从一个或多个照明设备中(例如从所述一个或 多个发光元件和/或所述一个或多个发光元件的被适当配置以提供这 样的特性的其它光源中)被发出。术语"控制协议"被用于定义一个协议，通过所述协议，
控制参数、控制指令、控制流程、控制命令等可以直接地或间接地被 传递给一个或多个照明模块和/或照明系统的设备(例如此处所述的) 或控制接口和/或其光产生单元，和/或被一个或多个照明模块和/或照 明系统的设备(例如此处所述的)或控制接口和/或其光产生单元实现， 以便最终控制该系统的照明设备/模块的光输出。此处使用的控制协议
可以包括，但不限于，证明设备控制法(例如方法、流程、算法等)； 这样的流程的输入和/或输出的数据格式； 一组单位和/或参数，通过 所述单位和/或参数可以定义所述 一 个或多个照明设备的受控制的输 出，或者所述一个或多个照明设备的一个或多个组分的受控制的输出； 通信协议，通过所述通信协议，这样的参数、输入和/或输出可以在给 定照明系统的各个部件和/或模块之间被传递；专有或工业标准，用于 定义各种控制参数，将这样的参数在控制系统的各个部件/模块之间进 行传递，和/或操作这样的部件或者与这样的部件对接以便例如实现控 制序列或流程。能够理解，这样的控制协议可以被实现以便(比如借 助于一个或多个控制接口和/或被集成在其中或可操作地连接到其的 光产生模块)控制所述一个或多个照明设备的各个元件和/或功能(例 如照明设备强度、色度、语功率分布、颜色品质或渲染能力、光视 效能、电光转换效率，等等)，以及提供对控制接口模块、光产生模 块、和/或其它这样的固件/软件模块的管理控制(例如系统更新和/ 或升级)。术语"预先设置"被用来定义一个或多个步骤的序列，其 中一个步骤是对光输出进行定义的唯一的一组值。例如，给定的一组 值可以包括，但不限于，色度、光通量输出和持续时间、和/或其它这 样的被用于定义特定照明设备或其系统的给定光输出的值。本领域的 技术人员能够理解，在不偏离此定义的一般范围的情况下，在此可以 考虑数量上、格式上可能不同的和/或利用不同照明标准被定义的不同组的不同值。所述 一 个或多个步骤的序列 一 般被用于定义对例如 一 个 或多个发光元件的阵列所期望的操作。在此所使用的术语"约"指的是相对于标称值+ /-10%的偏 差。应该理解，无论是否具体地提及，在此提供的任何给定的值总是 包括这样的偏差。除非另行定义，在此使用的所有的科技术语具有与本发明 所属技术领域的普通技术人员所普遍理解的含义相同的含义。本发明提供了一种用于控制(例如来照明系统中一个或多 个照明设备和/或模块的)照明的系统和方法。具体而言，并且根据本 发明的 一 个实施例，提供了 一种用于响应于外部输入而控制从照明设 备的 一个或多个发光元件中光的产生的系统和方法。该系统大体上包 括控制接口模块和光产生模块。所述控制接口模块大体上被配置为接
产生模块被可通信地连接到所述控制接口模块以便接收转换的输入," 并且为了根据所述被转换的输入来控制一个或多个发光元件的光产生 而被可操作地连接到所述一个或多个发光元件。相应地，该系统提供 光产生模块与外部输入的兼容性，所述光产生模块被配置为根据内部 控制标准来激活一个或多个发光元件，使其发出受控制的光输出，所 述外部输入可能并不是根据相同标准提供的，这样，要不然不能经由 该光产生模块来操作所述发光元件。这样的互连性和/或互操作性提供 整个系统设计、升级和实现中更大的灵活性，使各种现有或新研发出 的部件能够可互换地被使用，同时减少与潜在劳动密集的重新安装和/ 或成本高的更新方案有关的花费。根据一些实施例，这些系统的体系结构因此可以使不同光 产生模块、控制接口模块和/或集成的控制接口 /光产生模块的设计变 得容易，上述部件可以例如以灵活的方式相互连接；共享公用硬件和/ 或固件平台以使以前开发的模块能够被更好地重新利用；使新的控制 接口模块能够容易地被合并与以前开发的控制接口模块进行相互协 作；允许新的光控制算法、技术和方法大被容易地结合以及与先前开 发的控制接口模块相互协作；和/或包括接口，所述接口用于，例如列 举一些，控制、配置和维护所述控制接口模块、光产生模块、集成的 控制接口 /光产生模块和/或其它这样的使用运行在个人计算机上的应
ii
例如，在一个实施例中，该控制接口模块为可互换的或者 可互换地适于根据两个或更多个控制协议中的一个来接收外部输入， 和根据相同的预定内部控制协议来转换所述外部输入，由此允许该系 统能够响应于根据这些协议的任 一 而被提供的外部输出来进行操作。 因此，这样的系统可以被设计为通过使被可通信地连接到光产生模块 的控制接口模块适于提供对夕I、部输入的充分转换以根据预定的内部控 制协议将控制信号传递给该光产生模块，来实现对存在的照明设备的 控制和光产生模块的安装。在进一步阅读本说明书以后，这样的实施 例的此优点和其它优点将对本领域的技术人员而言变得更明显。此外，在一些实施例中，通过在每个模块之内提供可适配
的和/或标准化的固件以易于适应新的或不同的操作条件和/或控制条 件，实现了更大的系统灵活性和可重用性。如下面将更详细地说明的那样，使用在每个模块中的固件 可以例如(列举一些例子)提供紧凑的实时框架，所述实时框架提 供了对标准设备的访问，以及对系统处理器的实时控制；定义可以对 光执行的高层次操作的标准集，并以独立于实际光产生硬件和/或固件 的方式实现这些操作；将光控制语言(Light Control Language ( LCL )) 作为用于在模块之间传递光命令的标准进行支持；定义一个具有标准 接口的对光输出的物理控制可以在其中被实现的孤立环境；定义用于 配置、监控和维护功能的高层操作和特征的标准集；和/或支持模块控 制语言(Module Control Language MCL )以实现用于这些特征的命令 接口，以上仅仅是举出的一部分实例。此外，为了简化嵌入式固件的 实施，根据一些实施例，所有的语言可以被定义以共享例如相同的结 构和语义。参照图1,并根据本发明的一个实施例，照明设备(例如， 比如图22的系统1020 )的、在此示例性地使用数字20表示的驱动与 控制系统被示出为包括控制接口模块16，其被配置为接收外部输入 14 (例如从不同的/远程的或集成的1/0模块、中央/主控制模块、和/ 或其它这样的外部输入模块)；和光产生模块18,其被可操作地连接 到控制接口模块16 (例如经由链路19),所述光产生模块18被可操 作地连接到一个或多个发光元件模块12以便根据接收的外部输入来控制所述一个或多个发光元件模块12和其发光元件。为了响应于外部输 入14而实现对所述一个或多个发光元件模块12的控制，该外部输入 首先被控制接口模块16根据预定的内部控制协议转换，以便被光产生
模块18解释用于根据所述外部输入来操作所述一个或多个发光元件模 块12。在一个实施例中，控制接口和光产生模块作为公用模块或 设备(比如集成的控制接口/光生成模块)的一部分被可操作地连接。 这样的配置可以例如在公用硬件系统中被提供，其中每个模块的功能 元件通过相同的硬件平台被提供，所述功能元件例如作为单个单元(比 如集成控制单元(例如自包含的照明设备))或者例如从属于主控制 单元或中央控制单元的从属控制单元(例如分布式照明系统)运行。 例如，并且参照图2的实施例，被示例性地描述为系统120的驱动与 控制系统包括集成系统体系结构，所述集成系统体系结构包括组合的 控制接口和光产生模块117，所述组合的控制接口和光产生模块117被 配置为以集成的方式实现每个模块的功能。也就是说，该集成体系结 构的控制接口模块部件接收外部输入114，根据预定的内部控制协议转 换该输入，所述外部输入114被可通信地连接到所述控制接口模块部 件的光产生模块解释，以控制 一个或多个被可操作地耦合到其的发光 元件模块112。在另一实施例中，所述控制接口和光产生模块可以作为不 同模块或设备(即分别由不同的控制接口模块和光产生模块构成的模 块或设备) 一部分而被可通信地连接。这样的配置可以例如在共用的 或分布式的硬件系统中被提供，其中每个模块的功能元件通过相同或 不同的硬件平台被提供，所述功能元件例如被可通信地连接以作为协 作单元(比如集成控制单元(例如自包含的照明设备))或者例如从 属于主控制单元或中央控制单元的从属控制单元(例如分布式照明系 统)运行。例如，在图3的实施例中，被实例性地描述为系统220的 驱动和控制系统包括不同的控制接口模块216,其被配置为接收外部 输入214;和不同的光产生模块218，其经由网络219被可操作地连接 到控制接口模块216，所述光产生模块218被可操作地连接到所述一个 或多个发光元件模块212以如同上面所说明的那样根据所接收到的外 部输入来控制所述一个或多个发光元件模块212。
本领域的技术人员能够理解，在不偏离本公开的总体范围 和性质的情况下，在此可以考虑集成的和/或分布式的模块的任意组 合，由此对于给定情况或应用允许系统设计和实现具有灵活性。如同上面所介绍的那样，并且根据本发明的不同实施例，下 面进 一 步说明用于控制由照明系统提供的照明的控制系统和方法。总 的来说，该照明系统包括主控制单元和被可通信地连接到该主控制单 元的 一 个或多个照明模块或设备，所述 一 个或多个照明模块或设备中 的每一个都包括发光元件模块和从属控制单元，所述从属控制单元被 可操作地耦合到所述发光元件模块，用于根据例如由主控制模块、远
程的/不同的或者集成的输入/输出(I/O)模块或其它这样的外部输入
模块传递到它的外部输入(例如控制信号和/或命令)来驱动所述发光 元件模块的发光元件。举例来说，每个从属控制单元都可以被可通信地连4妻到主 控制单元以从其接收外部输入。在一个实施例中，主控制单元和从属 控制单元经由控制接口模块被连接，所述控制接口模块被配置为根据 预定的可被该从属控制单元(例如被实现在该从属控制单元上的光产 生模块)操作的内部控制协议来转换夕卜部输入以驱动所述 一 个或多个 耦合到所述控制接口模块的发光元件。因此，由可能根据特定的外部 控制协议而被配置的主控制单元传递的命令和/或控制序列可以由每 个照明模块根据公用的或各自的内部协议经由其各自的从属控制单元 来实现，所述内部协议可以不同于由该主控制单元所4吏用的特定外部 控制协议。如同下面根据本发明的各种实施例将要说明的那样，所述 照明系统和设备可以提供不同的固态照明解决方案，例如适于通过所 述 一 个或多个发光元件模块的受控的操作来提供照明的解决方案，所 述一 个或多个发光元件模块由该系统的 一个或多个照明设备或模块提 供。例如，在一些实施例中，提供了模块化的固态照明系统，其包括 一个或多个照明设备，每个都包括发光元件模块(例如包括一个或多 个由一个或多个发光元件构成的阵列)和从属控制单元，所述从属控 制单元被配置为将控制信号提供给所述发光元件模块，由此控制所述 发光元件模块的 一个或多个发光元件的激活。被可操作地连接到所述 照明设备或模块的电源模块将要求的功率形式提供给该从属控制单元。主控制模块可以被可操作地耦合到给定的照明设备或模块(例如 直接地或经由一个或多个中间设备和/或模块间接地)，并且可以被配 置为将操作控制信号提供给所述照明设备或模块的从属控制单元。模块化的固态照明系统可以进一步包括被可操作地耦合到 该照明设备的1/0模块，其中该I/O模块可以提供用于到该照明设备 和来自该设备的输入/输出的、尤其是到该照明设备的从属控制单元和 来自该设备的从属控制单元的输入/输出的装置。光学模块可以进一步 被光耦合到该发光元件模块，由此使得能够对由该模块的 一 个或多个 发光元件产生的光进行操作以便提供期望的发光效果。该从属控制单元可以被配置为与各种外部模块配置对接。 例如，该从属控制单元可以被配置(例如使用不同固件体系结构(例 如通过不同控制接口模块))以便使得能够与不同1/0模块进行对接。 例如，I/O模块可以被配置为使得能够进行一个或多个以下类型的控 制手动控制、DMX控制、DALI控制、专有控制或者适用于固态照明 设备的、本领域的技术人员能够容易地理解的其他控制形式。此外， 并且根据一个实施例，1/0模块被配置为将指令提供给从属控制单元， 其中该I/O模块被配置为例如用户接口或者通信端口 。通信端口可以 被配置为以多个通信协议(例如DMX、 DALI、 RS- 485 、 I2C、 RS- 232、 以太网、专有协议或者本领域的技术人员能够容易地理解的其它通信 协议)的一个或多个通信协议接收和发送信息。现在将参照图12并且根据本发明的一个实施例来说明通常 使用数字2005表示的照明系统。该照明系统2005通常包括一个或多 个照明设备或模块2040 (例如模块A至D中的)，被配置为从主控制 模块2050 (例如照明模块A、 B和C)、集成和/或远程输入/输出(I/O) 模块2070 (例如照明模块A、 B和D)、和/或其它这样的外部输入模块 中的任意 一 个或者多个冲接收外部控制输入。给定的照明模块可以同 样地或者可替换地被配置为在生产、组装和/或安装期间为自包含操作 (例如可能为不具有或者具有与主控制或者I/0模块的不常发生的交互 的操作)接收外部输入。总的来说，每个照明模块2040都包括发光元件(LEE)模 块2030,所述发光元件(LEE)模块2030通常包括一个或多个每个都 由一个或多个发光元件构成的阵列，和从属控制单元2020，所述从属控制单元2020被可操作地配置为执行从主控制模块2050和/或1/0模 块2070接收的指令以便操作与所述从属控制单元2020相关联的LEE 模块2030，由此控制激活所述LEE模块2030的一个或多个发光元件。相同的或不同的电源模块2 010被进一步地可操作地耦合到 每个照明模块2040以便将要求的功率形式提供给该照明模块2040的 从属控制单元2020以操作相应的LEE模块。各个或组合的光学模块2060可以进一步地被耦合到所述照 明模块2040，例如被光耦合到各个发光元件模块2030或者发光元件模 块2030的组合，由此使得能够对由所述发光元件模块2030的一个或 多个发光元件产生的光进行操作。如同在图12的各个例子中说明的那样，每个从属控制单元 2 0 2 0可以提供用于实现 一 个或多个固件和/或软件模块的硬件平台，所 述一个或多个固件和/或软件模块被配置为从该主控制模块2050和/或 相关联的I/O模块2070中接收外部输入，并且解释所述外部输入以控 制相应的LEE模块2030从而根据包含在所述外部输入中的指令产生 光。例如，如同上面介绍的那样以及如同下面将要更详细地说明的那 样，每个从属控制单元2020可以被配置为实现控制接口模块和光产生 模块，所述控制接口模块适于接收外部输入并根据预定的内部控制协 议来转换所述外部输入，所述光产生模块适于解释所述被转换的输入 以驱动相关联的LEE模块2030的发光元件。在另一实施例中，给定的 照明设备的固件模块被分布在两个或更多个平台的上，由此将每个模 块的功能分布在两个或更多被可操作地耦合的设备上。举例来说，如 同针对图12的照明模块A所说明的那样，控制接口模块由I/O模块 2070提供，所述控制接口模块本身被配置为首先从主控制模块2050中 接收外部输入，并转换所述外部输入以便由该照明模块的从属控制单 元2 02 0的光产生模块来执行包含在所述外部输入中的指令和命令。本 领域的普通技术人员能够理解，在不偏离本公开的总体范围和性质的 情况下，在此，可以考虑硬件模块、固件模块和/或软件模块的各种组 合和分布，所述组合和分布将由下面所说明的本发明的各种实施例来 例化说明。在一个实施例中，未包括主控制模块2050。在这种情况下， 所述照明模块可以被用做例如经由接口模块2070 (例如参见照明模块D)在手动控制下运行、或者在预设置(preset)的或者预配置的条件下 运行的独立装置。在另一实施例中，通过从主控制模块到每个从属控制模块 的通信连接，联网的一组照明模块可以相互同步地被操作，直接地或 者经由一个或多个中间设备(比如公用/各自的1/0模块)被操作。在 此例中使用的主控制器可以是例如DMX控制器。该照明系统中的多个 照明设备可以相互之间进行同步(例如通过在图13、 14、 18和19的 实施例中示出的同步接口)。在一些实施例中，该照明系统包括多个照明模块，并且该 主控制模块可以使得能够实现所述多个照明模块的期望的功能。在一个实施例中，该照明系统的模块化的配置可以为不同 制造商提供规定、设计和生产不同模块的手段。该配置可以提供除去 和替换特定模块的便利，并且可以使我们能够在不必改变整个系统的 情况下改变和/或维护该照明系统。例如，形成该照明系统的硬件和/ 或固件模块可以被相互连接以便创造不同类型的照明设备、模块和系 统。例如，可能由不同团体制造和配置的多个模块可以被相互连接以 创造照明设备或模块的网络，被主控制器或其它这样的外部控制模块 可操作地控制。
照明设备根据本发明的不同实施例，在此所说明的照明设备可以独 自使用或者结合其它设备和/或模块一起使用以产生例如具有特定色 温的白光、或处于与该照明设备相关联的发光元件的可用色域之内的 其它色度的光。因此，每个照明设备可以包括一个或多个发光元件和 驱动与控制系统(例如参见图12、 16和18的照明模块2040 )。该设 备可以进一 步包括其它部件的各种组合，所述其它部件可以包括但不 限于反馈系统、热管理系统、光学模块、和允许例如不同照明设备、 光产生模块和/或其它控制系统/模块之间的通信的通信系统。根据其 配置，该照明设备可以自主地操作，或者其功能可以例如根据内部信 号和外部接收到的信号这两者、单独根据外部接收的信号或者单独根 据内部信号被确定。参照图22, 4艮据本发明的一个实施例，照明设备1010的各个部件被以图解法示出。照明设备1010通常包括发光元件模块1050,
所述发光元件模块1050包括一个或多个由一个或多个发光元件构成的 阵列。在此作为外部电源、外部供电设备和/或外部电源模块1040示 出的电源将功率提供给照明设备1010，其中该被提供的功率被驱动与 控制系统1020 (例如在一些实施例中，包括集成的和/或分布式的从属 控制单元，如同下面所说明的那样，所述从属控制单元可选地包括控 制接口和/或光产生模块)调节。该功率调节可以包括将所提供的功率
转换为期望的输入功率水平，所述期望的输入功率水平例如可以根据 该设备之内的发光元件的特性来确定。除了功率转换，驱动与控制系 统1 020还提供用于控制控制信号到所述发光元件的传输的装置，由此 控制其激活。驱动与控制系统1 020可以从照明设备1010内(例如乂人 反馈系统1 030 )接收数据输入，和/或可以从其它照明设备和/或其它 控制设备中(例如，如同下面所说明的那样，从中央控制器或主控制 单元中)接收外部输入数据。可选的通信端口 1 095可以为驱动与控制 系统1 020提供例如将信号输入到设备1010和从设备IOIO输出信号的 能力(例如在照明设备至少部分地被不同控制器或者控制接口控制的 情况下，或者再者当该照明设备IOIO适于至少部分地起控制器或者到 联网的或者关联的照明设备的控制接口的作用时)。设备1010的反馈系统1030可以包括一种或多种形式的在 此一般或可交换地被称为传感元件的探测器、传感器和/或其它类似设 备。例如， 一个或多个光学传感器(比如光学传感器1 070 )，和一个 或多个热敏传感器(比如热敏传感器1 080和/或热敏传感器1085 )可 以被集成在反馈系统1 030之内或者被可操作地耦合到反馈系统1030。在一个实施例中，光学传感器1070可以检测信息和将信息 提供给驱动与控制系统1 020，所述信息例如可能涉及由所述发光元件 产生的照明的光通量和色度、环境日光读数、和/或其它这样的可能与 照明设备1010的适当和/或最佳操作有关的光学读数。这种形式的信 息可以使驱动与控制系统1020能够改变该设备1010内的发光元件的 激活，以便例如获得和/或维持一个或多个目标照明特性或预设置。例 如，利用通过光学传感器1070获取的反馈数据，可以不管例如由于一 个或多个发光元件结温度偏差、发光元件老化和/或长期光学退化造成 的发光元件强度的波动、峰值波长漂移和/或光谱展宽和其它这样可能的照明设备1010的工作特性的波动和/或偏差，而获得目标照明特性 或预设置。其它这样的特性对于本领域的技术人员而言应当是显而易 见的，因此并不意味着偏离本公开的总体范围和性质。如同上面介绍的那样，在一个实施例中，反馈系统1030包 括热敏传感器1 080，所述热敏传感器1 080被配置为检测例如所述发 光元件被安装在其上的衬底的温度、所述发光元件之一或每个的温度、 该照明设备本身内的温度、和/或该照明设备的在工作时可能变化或波 动的其它这样的部件的温度。该温度信息可以被传输给驱动与控制系 统1020，由此使得能够改变所述光学元件的激活以便减小由于例如过 热造成的所述发光元件的热损伤，由此延长了这些部件的寿命。此外， 热敏传感器1080可以被用在前馈系统(未示出)中以便不管例如工作 温度和/或发光元件的结温度的偏差而获得一个或多个目标照明特性 或者预设置。在另一实施例中，此处在虛线中作为不同的或公用热敏传 感器而示出的附加的热敏传感器1 085被提供并被配置为检测光传感器 1 070的温度。该温度信息可以被用于调整该传感器的读数以例如对光 传感器1070的温度相关性加以考虑。此外，热敏传感器1 085可以提 供印刷电路板(PCB)温度的度量，所述供印刷电路板(PCB)温度可 以从由发光元件模块1 050及其发光元件产生的热中热去耦合，以提供 对工作期间的热源和热效应更好的确定。如同图22中所描述的那样，热管理系统1090提供一种用 于将由发光元件模块1 050产生的热传导至散热器或其它散热设备的系 统。该热管理系统可以包括例如与所述发光元件的紧密的热接触，并 且提供预定的导热路径，以便所述热被从所述发光元件中传导出。可 选地，该热管理系统可以进一步提供一种用于将热从驱动与控制系统 1020中传导出的装置。其它这样的热管理系统和配置对于本领域的技 术人员而言应该是显而易见的，因此并不意味着偏离本公开的总体范 围和性质。如同图22中所描述的那样，光学模块1060接收由发光元 件模块1 05 0产生的照明，并提供一种用于有效地光学操作该照明的装 置，光学模块1 060可以例如提供一种用于收集和/或校准由发光元件 模块1 05 0发出的光通量的装置，并且可以提供例如多个发光元件的辐
19射的颜色混合。光学模块1060也可以提供对从照明设备1010中发出 的光的空间分布的控制。此外，光学模块1060可以提供一种用于将照 明的一小部分引导到光传感器1070的装置，以便使得能够产生表示由 照明设备1010产生的照明的照明特性的反馈信号。在一个实施例中，照明设备1010的驱动与控制系统1020可 以独立于其它夕卜部照明设备和夕卜部控制系统或控制器而工作。在另一实施例中，驱动与控制系统1020可以通过可选的通 信端口 1 095从其它照明模块或外部控制系统或控制器中接收输入数 据，其中该数据可以包括例如状态信号、照明信号、反馈信息和操作 命令。驱动与控制系统1020同样可以将该外部接收到的数据或内部收 集或产生的数据传输给其它照明设备或外部控制系统。该信,l传输可 以例如由可选的耦合到驱动与控制系统1020的通信端口 1005来实现。在一个实施例中，图22的照明设备1010进一步包括输 入/输出(I/O)接口 (未示出)，其用于使用户(例如用户接口 )能 够输入控制偏好和/或可能由该照明设备将要用于的应用所决定的控 制需要；和计算装置，其用于解释这些控制输入(例如通过驱动与控 制系统1 020 )以控制照明设备1010的输出。对本领域的技术人员而言 显而易见的是，输出可以通过多个硬件、固件和/或软件装置被提供， 所述多个硬件、固件和/或软件装置被配置为提供用于从照明设备1010 的用户中接受这样的输入的用户接口。可替换地，控制输入可以从各 种被预编程的控制功能内部被提供给该计算装置。此外，对用于根据 所述输入控制来操作该照明设备的所需数据和命令进行的解释和处理 可以通过硬件、固件和/或软件模块的组合被实现，所述硬件、固件和 /或软件模块独立工作，或者与一个或多个集成的或被可通信地连接的 计算装置协作。。在下面被更详细地说明的示例性的实施例中，该I/O接口 和计算装置由工作在照明设备1010的硬件体系结构上的固件提供。在 阅读了下面的公开内容之后，对于本领域的技术人员而言将变得显而 易见的是，可以认为其它固件/硬件体系结构会提供与集成的和/或被 可通信地连接的软件/固件/硬件模块的其它组合能够提供的结果相同 的结果，所述集成的和被可通信地连接的软件/固件/硬件模块可操作 地与照明设备1010的驱动与控制系统1020相互作用以接受、解释和
20处理输入控制以便根据这样的输入控制来操作该照明设备。此外，应当理解，不管每个元件是否被集成和硬件实现在 同一装置中(比如自承式照明设备)，还是被可通信地连接在成组的
或者联网的模块之间，驱动与控制系统1020、发光元件模块1 050与反 馈系统1 030之间的通信也可以通过各种々某介实现。可选的外部控制台 等同样可以被包含以便连接多个照明设备，并可以适于将可适配的控 制信号提供给所述多个照明设备。
从属控制单元从属控制单元被配置为将控制信号提供给该发光元件模块 内的一个或多个发光元件。该从属控制单元可以在供应给该发光元素 模块之前操作从电源模块接收到的功率，由此使得能够供应期望的形 式的功率。从属控制单元可以包括一个或多个各种类型的包括中央处 理单元(CPU)在内的微处理器或微控制器。该从属控制单元可以具有 一个或多个用于监控一定照明参数的A/D转换器。该从属控制单元可 以被可操作地耦合到存储器设备。例如，该存储器设备可以被集成到 该从属控制单元中，或者可以是通过适当通信链路被连接到计算设备 的存储器设备。在一个实施例中，从属控制单元可以将之前确定的驱 动电压和/或电压的要求的电压和/或电流幅度存储在该存储器设备中 以供之后在该照明系统的操作期间使用。该存储器设备可以被配置为 电可擦除可编程只读存储器(EEPROM )、电可编程只读存储器(EPROM )、 非易失性随机存取存储器(NVRAM)、只读存储器(ROM)、可编程只 读存储器(PROM)、闪存或其它用于存储数据的非易失性存储器。该 存储器可以被用于存储数据和控制指令，例如，用于监控或控制被耦 合到该计算设备的设备的程序代码、软件、微代码或固件和可以被提 供给CPU来执行或处理的程序代码、软件、微代码或固件。在一个实施例中，该控制系统和方法可以实现在例如嵌入 式系统、硬件和固件中。在一个实施例中，可以被实现在该从属控制单元上的固件 中的算法可以被配置为实时地控制由电源模块供应的输入功率与该发 光元件模块的光输出水平之间的相互关系，由此允许基本上高水平地
21控制该光输出，并同时大大减小了功率损耗和其造成的热耗散。这样 的算法可以包括将每个发光元件颜色的输出光镨作为两个高斯或其它 钟罩形曲线之和建立分析模型。此外，实现在固件中的自适应功能可 以提供使该从属控制单元的硬件适应于各种模块(例如利用不同输入 和输出电压水平而被配置的发光元件模块或1/0模块)的装置。例如， 在一个实施例中，该固件包括根据能够管理所述一个或多个发光元件 的操作的温度/正向电压相关性定律来降低供应给所述一个或多个发 光元件的功率的算法。例如，由自适应控制产生的在效率优化方面的小的改善可
以在单个照明设备中节省若干瓦特，这可能占到高达驱动发光元件阵
列所需的总功率的10%或更高。在一个实施例中，自适应的控制系统和方法可以用于直接 控制串行和/或并行配置的一个或多个发光元件的正向电压，或者可以 用于控制被提供给一组一个或多个串行或并行配置的发光元件的电压。在一个实施例中，该从属控制单元能够利用8位的该发光 元件模块的分辨率控制进行操作。在另一实施例中，从属控制单元可以被配置为使用IO位或 更高的该发光元件模块的分辨率控制进行操作。对该控制的分辨率的 调整可以通过使用具有期望的分辨率的控制器，或者可替换地通过配 置由该从属控制单元产生的控制信号来实现。此外，如同上面介绍的那样，并根据本发明的一些实施例， 照明设备可以可选地包括一个或多个传感元件，比如用于检测该照明 设备的工作条件和/或特性的光传感器、热敏传感器和/或电传感器， 并且将这样的被检测到的特性用作反馈和/或前馈系统的 一部分，所述 反馈系统和前馈系统用于关于所要求的或者所选择的工作条件(例如 发光元件模块工作温度、功耗效率等)和/或输出特性(例如峰值波长、 谱功率分布、颜色品质、色度、色温、显色指数等)来提高甚至优化 该照明设备的性能。在一些实施例中，这样的反馈和/或前馈系统可以 通过从属控制单元被实现。例如，探测到的该照明设备的工作特性可 以被送回该从属控制单元，并被该从属控制单元用于调整该照明设备 的一个或多个工作条件。
在一个实施例中，例如，由该发光元件模块输出的光的抽 样被光传感器检测到，该光传感器形成表示落到该光传感器上的光的 电信号。这些信号被传回该从属控制单元，该从属控制单元在将需要 的功率提供给该发光元件模块时对所述信号加以考虑。对所输出的光
的采样可以为规律的，或者可以以不同速率进行。例如，在调整点(set point)改变期间和在紧跟着这样的改变的一段时间内，该输出可以更 频繁地被采样。此外，根据另一实施例，热敏传感器可以被热耦合到 光传感器以便监控该光传感器的工作温度(例如一些光传感器的工作 特性和/或灵敏度可能随温度变化)，并由此调整由该光传感器传递给 该从属控制单元的信号，或者根据该工作温度再次调整由该从属控制 单元进行的信号解释。在另一实施例中，通过监控该模块的工作温度、和/或该模 块的发光元件的工作温度，和通过根据这样的温度下所需要的所述发 光元件的光输出和输出性能来设置所述电压和/或电流，来确定将要提 供给该发光元件模块的所需要电压和/或电流。所监控的温度可以是该 模块内的一个或多个单独的发光元件的温度，或者所述发光元件的结 温度被测量，例如通过正向电压测量。在一些实施例中，用于执行这样的计算的校准数据被存储 在该从属控制单元的存储器中，或者该发光元件模块内的存储器中， 并且可以例如作为查找表或者作为解析方程的系数被存储。本领域的普通技术人员能够理解，在不偏离本公开的总体 范围和性质的情况下，可以在本上下文中实现其它类型的反馈和/或前 馈系统。还应该理解的是，在此说明的由从属控制单元实现的操作也 可以由被可操作地耦合到该从属控制单元用于实现以上或其他这样的 反馈和/或前馈系统的协同硬件/固件模块来实现。
外部输入总的来说，根据本发明的一些实施例，照明系统的各个照 明设备/模块响应于外部输入(例如参见图1至11的外部输入14、 114、 ...914)，所述外部输入一般为外部控制信号或命令的形式，并 将由该系统解释以便以受控的方式操作 一 个或多个被可操作地耦合5 ij 其的发光元件模块(例如参见图1至11的发光元件模块12、112、 ...912)。例如，该外部输入通常由一个或多个该系统的用户可 用的、被配置为控制该系统的光输出的系统和/或设备提供。总的来说，外部控制可以唯一地被提供给给定的照明设备 或照明设备的组合，或者通过联网的照明系统被提供，例如，该照明 系统被可操作地部署以便要么通过公用控制网络、要么通过分布式的 部件(所述部件被配置为为不同的照明设备或者照明设备的组合实 现相同或者不同的照明条件)网络将照明指令或命令提供给多个照明 设备。例如，在一个实施例中，该外部输入由主控制器(例如图 12的主控制模块2050 )提供，该主控制器被配置为将控制信号提供给 该照明系统内的每个照明设备各自的从属控制单元。这样的控制信号 可以由该主控制器通过例如私人的、共享的、和/或专有的通信网络(比 如DALI或DMX)被传递以控制该系统的照明设备。总的来说，该主控制器可以包括一个或多个各种类型的包 括中央处理器单元(CPU)在内的微处理器或微控制器。该主控制器可 以进一步被可操作地耦合到存储设备。例如，该存储设备可以被集成 到该主控制器中，或者其可以是通过合适的通信链路被连接到操作该 模块的计算设备的存储设备。在一个实施例中，该主控制器可以存储 期望的光产生序列，以供之后在该照明设备的操作期间使用。该存储 设备可以被配置为电可擦除可编程只读存储器(EEPR0M)、电可编程 只读存储器(EPR0M)、非易失性随机存取存储器(NVRAM)、只读存 储器(ROM)、可编程只读存储器(PR0M)、闪存或其它用于存储数据 的非易失性存储器。该存储器可以被用于存储数据和控制指令，例如， 用于监控或控制被耦合到该计算设备的设备的程序代码、软件、微代 码或固件和可以被提供给CPU来执行或处理的程序代码、软件、微代 码或固件。应当理解，该主控制器可以通过与每个设备的从属控制单 元进行直接通信，或者通过间接通信(例如通过一个或多个中间通信 设备和/或1/0模块)将外部输入提供给该照明系统的各个照明设备。 在后者的实施例中，该I/O模块可以被配置为将指令提供给给定照明 设备的从属控制单元，其中该I/O模块例如被配置为通信端口。通信 端口可以被配置为以多个通信协议的一个或多个通信协议来接收和发
24送信息，所述多个通信协议可以包括例如DMX、 DALI、 RS- 485、 I2C、 RS- 232 、以太网、专有协议或者本领域的技术人员能够容易地理解的 其它通信协议。在另一实施例中，该外部输入可以通过I/O模块被提供， 所述I/O模块被配置为集成在照明系统的各个照明设备之内的或者远 离于该照明系统的各个照明设备的用户接口 ，或者再者该外部输入可 以由中央控制设备提供，比如，如同上面所说明的那样，通过主控制 模块。因此，这样的I/O模块可以允许用户直接控制给定照明设备的 输出，或者再者将控制指令提供给该照明系统内的多个照明设备。这 样的I/O模块的例子可以包括但不限于集成的或分布式的硬件体系结 构，包括例如滑动开关、控制面板、 一组按钮和/或其它这样的在本领 域中易于得知的控制接口。
控制接口照明系统和该照明系统的照明设备可以使用多个控制方法 和协议来控制。例如，并且根据本发明的不同实施例，该系统可以一皮 适当地配置为例如被各种手动控制、标准控制协议和/或专有控制协议 控制，这仅仅是一些例子。本领域的普通技术人员能够理解，在不偏 离本公开的整体范围和性质的情况下，在此可以考虑其它的控制方法 和/或协议来说明在本上下文中适用的不同的固件体系结构。因此，根据本发明的一些实施例，每个照明设备的驱动与 控制系统(例如图22的系统1020 )通常都包括一个或多个控制接口模 块，其被配置为从外部源中或者从集成控制接口中接收一个或多个外 部控制输入，并根据预定的内部控制协议转换所述外部控制输入。一 旦被转换，该控制信号被传递给集成的或分布式的光产生模块(例如 通过专用的、共享的和/或专有的网络)，所述光产生模块被配置为解 释该信号以便控制从一个或多个被可操作地耦合到该光产生模块的发 光元件中光的产生。本领域的技术人员能够理解，集成的或组合的控制/光产 生模块会将两个模块的功能组合到单个部件中，比如，如由图2、 4、 5、 7和11的集成模块117、 317、 417、 617、 917分别描述的硬件模块等。
在一个实施中，该控制接口模块通常包括外部控制接口转
换(ECIC)部件(例如参见图4至9以及图11的ECIC 322、 422、 ...922 )， 外部控制接口转换(ECIC)部件一般用作用于外部照明控制协议的客 户端或者本地控制接口 。该控制接口转换部件通常应该对从该外部4妄 口中接收的光控制命令转换为使用在该系统之内(即根据内部控制协 议)的内部表示。例如，在一个实施例中，该转换器将所接收到的控制命令 转换为光产生模块控制语言(LCL-例如参见图5至11的LCL 430、 530、 ...930 ),该光产生模块控制语言包括与该光产生模块的光控制 器(例如参见图4至8、图10、图11的光控制器324、 424、 ...924 ) 间的接口的句法(在下面介绍)，使得该ECIC用作该LCL会话的主机。 举例来说，该LCL可以提供标准化的一组命令和询问，所述标准化的 一组命令和询问允许ECIC控制和监控下游产生和/或控制/光产生模 块。在一个例子中，LCL被实现为ISO网络模型中的应用层(第8层) 协议，并且是主/从消息传送协议，所述主/从消息传送协议可以用作 与光产生机(下面所述的LGE，例如参见图4至8、图10、图11的LGE 326 、 426、 ...926 )的接口协议，包括与光控制器(例如参见图4至8 、 图10、图11的光控制器324、 424、 ...924 )间的接口的句法，并且允 许对该LGE的输出进行控制。在一个实施例中，为将要实现的每种类型的外部控制网络 或者接口提供不同ECIC。在另一实施例中，要么通过自动检测外部输入的类型，要
如，硬件开、关，图;用户界面开关等等)，可以将同一个ECIC用于两 种或两种以上的外部控制网络或接口 。例如，在一个实施例中，给定的从属控制单元的控制接口 模块可以被配置为检测该主控制器正在使用的控制协议的变化。该主 控制其例如可以被从使用 一 个标准协议来提供信息改为使用另 一 标准 协议，或者可替换地改为使用专有协议来提供信息。可替换地， 一个 主控制器可以被另 一不同类型的主控制器替代。在一个实施例中，该从属控制单元可以工作在专有协议模 式中，即其被配置为使用专有协议来控制该从属控制单元，并且如果在预定的时间段内，在该控制接口模块处未从该主控制器中接收到消 息，则该从属控制单元回复到预备的标准协议工作模式，例如，其可 能在默认情况下回复到画x。在本发明的另一实施例中，当工作在标准协议模式中时， 如果在预定的时间段内从该主控制器中所接收的信息不是与标准协议 相兼容的格式，则该从属控制单元的控制接口模块将回复到专有协议。对本领域的技术人员而言，其它这样的例子应该是显而易 见的，因此并不意味着偏离本公开的总体范围和性质。该控制接口协议可以进一步包括诸如网络协议栈(例如参 见图6至11的协议栈540、 640、 740、 840和940 )之类的联网模块以 便提供分布式的体系结构，例如分布在两个或两个以上平台上的从属 控制单元。这样的实施例可以提供允许创建分布式产品的网络的更高 的通用性。在图6的实施例中，例如，代替于ECIC 522直接与光产 生模块对518的光控制器524对接，LCL 530被传递给网络栈540,该 网络栈540被配置为通过协作的网络栈540将LCL 530发送给光产生 模块518，该协作的网络栈540被配置为与光控制器524和下游的LGE 526对接。应当理解，该网络栈可以包括本领域中公知的各种网络栈， 以便包括为与私人的、共享的和/或专有网络(比如图6的网络520 ) 对接而需要的必要固件。本领域的普通技术人员能够理解，可以考虑各种硬件和/ 或固件体系结构和配置来实现上述控制接口功能。举例来说，如上面 介绍的那样，不同的照明设备(例如被配置为在不同类型的照明系统 配置之内运行的照明设备)可以被设计为响应于从一个或多个不同类 型的控制接口/协议中接收到的外部输入而工作。下面参照图13至15 说明可以在本上下文中使用的硬件和固件体系结构的 一 些例子，所述 硬件和固件体系结构用于例如通过手动控制接口 、标准控制协议和专 有控制协议来控制照明设备。在后面参照图16至21所说明的例子5 至8提供了控制与驱动系统体系结构的其它例子。本领域的普通技术 人员能够理解，在不偏离本公开的总体范围和性质的情况下，在此可 以考虑其它这样的体系结构，例如，提供不同控制接口通信和实现方 式的体系结构。手动控制接口在手动控制被提供的一个实施例中，照明系统可以利用按 钮、滑块、开关或手动接口的类似配置被控制。手动控制接口可以被 可操作地耦合到从属控制单元，并因此将指令提供给该从属控制单元 以便对该发光元件模块进行操作并且由此控制由该照明系统输出的 光。该从属控制单元被可操作地耦合到一组指令或固件(例如控制接 口模块)，所述一组指令和固件提供用于该从属控制单元将来自手动 接口的输入转换为合适的指令以便传输到的该发光元件阵列模块的装 置。在一个实施例中，如图13所示，使用4按钮的接口 2100 来控制该照明系统。接口 2100被可操作地耦合到从属控制单元2125， 从属控制单元2125被耦合到发光元件板2130 (例如LEE模块)。对这 些部件可操作的耦合可以由内部接线或触点接通等来提供。特别地考 虑4按钮的接口，在该配置下，两个按钮可以实现对预设置的手动选 择，其中所述两个按钮使得能够以正方向或者反方向滚动通过所述一 个或多个可以与该从属控制单元相关联的预设置。其它的两个按钮可 以被配置为使得能够调整固态照明系统的光通量输出，例如增加或者 减少该光通量输出。在本发明的一个实施例中，四按钮接口可以解释按钮的下 降以便产生用于控制该从属控制单元的DMX输出。可替换地，DALI接 口可以将该协议从DALI输入翻译成函X输出。根据该从属控制单元的 配置，包括专有协议在内的不同的协议对可以按照需要被转换。在本发明的一个实施例中，手动接口可以被用来产生和/ 或定义一个或多个预设置，所述预设置随后被传输给该从属控制单元 以便激活发光元件阵列模块。在本发明的另一实施例中，手动接口可以被用于仅仅选择 预定的预设置。在这种情况下，可以使用预设置的构造机制以便产生 一个或多个预设置，所述预设置随后被存储在该手动接口或该从属控 制单元中以便以后被手动地选择。预设置的构造机制可以进一步提供 改变现有预设置的装置。在本发明的一个实施例中，如图13所示，同步接口 2105可以被耦合到该从属控制单元2125，其中该同步接口可以提供使该特 定从属控制单元的操作能够与其它从属控制单元同步的定时定时信 号，由此使期望的照明设计能够由两个或两个以上的光产生模块创造出。在本发明的一个实施例中，可以通过如下属性来定义预设
置
步数；
u，v，颜色或xy颜色、RGB颜色或CCT; 强度0%->100%被以255阶编码；
具有分辨率为l秒的强度衰落持续时间0 - 65000秒； 从上 一 阶强度衰落到指定强度的时间 具有分辨率为l秒的色度变化持续时间0 - 65000秒 从上一阶色度转变为指定的色度的时间
总持续时间0 - 65000秒，(O-无穷)，必需大于或等于所述衰 落时间中的较大者。在本发明的一个实施中，照明模块和尤其是从属控制单元 可以被配置为存储预设置的预定数目。容易理解，可以由照明模块以 与特定预设置的参数的数目和同该从属控制单元相关联的存储器的量 成正比地存储预设置的数目。图14图解说明了根据本发明的一个实施例的手动控制接 口的系统体系结构。预设置管理器2 21 5是实现所述预设置的固件控制 接口模块。预设置管理器2215提供三个供其它固件模块使用的接口 。 选择预设置接口 2 2 3 5允许选择用于显示的预设置以及设置用于该预设 置的主强度，其中该接口被可操作地耦合到手动接口管理器2210。定 义预设置接口 2200允许预设置被该照明模块下载和存储。同步接口 2220与外部同步器模块对接，所述外部同步器模块提供精确的定时信 号，所述定时信号可以例如从电力线频率中得到，其中该定时信号可 以被用于为动态的预设置提供精确的定时。输出控制2230是该照明模 块的主要光控制固件，该主要光控制固件工作在该从属控制单元(例 如下面所述的LGM的部件；参见如例9中所述的图24中的该LGM的实 施例)上。在一个实施例中，如果固态照明系统包括多个执行动态预设置的照明模块，则可能需要对所述多个照明模块的操作进行同步。 该同步接口可以将精确的定时信号提供给该从属控制接口 。该同步信 号可以被所述多个照明模块用于执行显示该动态预设置的所有的定 时。在本发明的一个实施例中，配置效用被用来以期望的该同步接口 的频率来配置从属控制单元，因此，其能够适用于不同的电源模块， 例如工作在50Hz或60Hz的电源才莫块。在一个实施例中，当固态照明系统工作在手动控制中时， 例如在该系统内的多个照明模块之间不存在网络通信。在该配置下， 所述多个照明模块的操作可能变得不同步。将同步模块可操作地耦合 到该固态照明系统的每个照明模块的从属控制单元可以保持其操作的 同步。在本发明的一个实施例中，该同步模块可以被物理上与该 手动控制接口位于同 一 印刷电路板，由此使得能够减少该从属控制单 元的连接器的数目。在本发明的一个实施例中，该同步模块被配置为将 50/60Hz电力线信号转换为50/60Hz的0至3V直流数字信号。在本发明的一个实施例中，当照明模块使用手动控制接口 进行操作时，在将功率施加到该照明模块后，在掉电状态下所选择的 预设置和光通量输出在初始上电后将是有效值。在另一实施例中，如 果以前所选择的预设置包括多步，则该从属控制单元被配置为开始产
生基于所选择的预设置的第一步的控制信号，其中这些控制信号用于 后来的向该从属控制单元被可操作地耦合到其的发光元件阵列的传输。本领域的普通技术人员能够理解，上面提供了手动控制接 口的非限制性的例子，而且在不偏离本公开的总体范围和性质的情况 下，在此可以考虑其它这样的例子(例如下面所述的)。
标准协议控制当期望由该照明模块执行的预设置为复杂的并且这些复 杂的预设置不能使用手动控制接口来适当地控制时，可以使用标准协 议控制接口。例如标准协议可以是DALI、函X或其它本领域的技术人 员能够容易地理解的标准协议。在一个实施例中，主控制器被配置为
30标准协议控制器，例如DMX控制器或者DALI控制器。例如，图15图解说明了根据本发明的一个实施例的标准 协议控制接口的逻辑体系结构，其中该标准协议被选择为DMX。匿X控 制器2300将画X信息传输给与从属控制单元2310相关联的DMX接口 2315， DMX接口 2315随后将所接收到的信息传输给输出控制模块2330 (例如，如下所述的LGM的部件；参见其在图24中的示例实施例，正 如在例9中所描述的)，输出控制模块2330被配置为基于画X信息产 生适当的控制信号，其中这些控制信号被传输给该从属控制单元被可 操作地连接到其的发光元件阵列模块。在本发明的一个实施例中，当使用标准协议工作时，从属 控制单元可以光学上监控固态照明系统以便确定使用专有协议而被配 置的控制命令是否已经被接收。例如，在该配置下，在接收到专有协 议命令后，该从属控制单元可以被配置为使用指定的命令集来响应于 这些专有协议命令。例如，该命令集可以提供分配标准协议地址(例 如DMX地址)的装置，并且可选地，该命令集可以提供用于将一个或 多个预设置加载到与该从属控制单元相关联的存储器中的装置。在本发明的一个实施例中，从属控制单元可以利用外部连 接开关来配置，所述外部连接开关可以提供用于设置与特定从属控制 单元相关联的标准协议地址的装置。在一个实施例中，该标准协议控制接口的实现可以使用 Lightolier Color FX控制设备，其中该形式的控制设备可以将信息提 供给该从属控制单元，该信息可以定义用于高质量颜色控制的xy控 制参数，用于高质量白光控制的CCT控制参数和用于同步由多个照明 模块正在显示的动态预设置的画X同步消息。在一个实施例中，使用DMX接口，并且该接口被配置为接 收DMX帧，所述DMX帧由以下标准或者本领域的技术人员能够理解的 其它这样的标准定义USITT画X512/1990用于调光器和控制器的数 字数据传输木亍准(Digital Data Transmission Standard for Dimmers and Control lers ) , "Recommended Pract ice f or DMX512" ， by Adam Bennette， PLASA， 1994，该内容通过引用并入本申请。在本发明的一个实施例中，该从属控制设备被配置为解释 指令信息的标准协议格式，例如画X协议、DALI协议，并将该格式的指令转换为专有协议指令集，所述专有协议指令与该固态照明系统的 操作相兼容。在本发明的一个实施例中，协议转换器被配置为多接口板 (MIB),该接口板被配置为将标准协议解释成专有协议。本领域的普通技术人员能够理解，上面提供了标准协议控 制接口的非限制性的例子，而且在不偏离本公开的总体范围和性质的
情况下，在此可以考虑其它这样的例子，例如下面所述的例子。 专有协议控制在一个实施例中，照明模块的操作被使用专有协议控制来控制。图14图解说明了与专有协议控制接口相关联的系统体系 结构，所述专有协议控制接口可以被可操作地耦合到从属控制单元 22"。专有协议接口管理器2205被可操作地耦合到选择预设置接口 2235和定义预设置接口 2200，该定义预设置接口 22 00将指令提供给 预设置管理器2215，该预设置管理器2215管理存储在预设置存储器 2225中的预设置，其中所选择的预设置随后被传输到从属控制单元 2240的输出控制2230 (例如下面所述的LGM的部件；参见例9所述的 图24的该部件的示例实施例)。预设置管理器2215提供三个接口以 供其它固件模块使用。选择预设置接口 2235允许选择用于显示的预设 置以及设置用于该预设置的主强度，其中该接口被可操作地耦合到手 动接口管理器2210。定义预设置接口 2200允许由照明模块下载并存储 预设置。同步接口 2220与提供了精确的定时信号的外部同步器模块对 接，所述定时信号可以从例如从电力线频率中得到，其中该定时信号 可以用来为动态预设置提供精确的定时。输出控制2230是该光产生模 块的工作在该从属控制单元上的主要光控制固件。图15图解说明了根据本发明一个实施例的专有协议接口 的逻辑体系结构。配置应用2 320可以提供用于管理照明模块地址和预 设置的装置，并可以在使用例如专有协议时使用RS- 485网络等。专 有协议接口 2 325为驻留在从属控制单元2310上的接口，并且被配置 为接收和实现所述 一 个或多个使用专有协议接收到的命令。输出控制 模块2330接收这些命令并且被配置为基于所接收到的信息来产生合适的控制信号，其中这些控制信号被传输到该从属控制单元被可操作地 连接到其的发光元件阵列模块。在本发明的一个实施例中，并且参照图14，专有协议接口
管理器2205为通过该专有协议来接受解码和执行命令的固件接口。该 手动控制和预设置可以接受来自操作命令集的命令以便选择预设置和 强度，或者可以接受来自配置命令集的命令，该配置命令集允许一个 或多个预设置被下载并被存储到该照明模块(即该从属控制单元)的 非易失性预设置存储器2225中。在本发明的一个实施例中，专有协议接口可以被用于对该 照明模块的两种不同类型的控制。第一种控制类型是电力线控制，其 中使用电力线控制协议来控制固态照明系统。所述命令可以根据特定 的照明模块的功能来设计，并且除了用于选择预设置的命令还可以包 括用于设置输出的命令(例如色度和强度)，所述用于设置输出的命 令定义了对该固态照明系统的照明模块之间的强度、色度和同步输出 的控制。所需通信能力的形式可以由为该从属控制单元定义的特征来 确定。第二种控制类型是高级手动控制，其中使用附属于智能模块的 手动控制来控制照明模块。该智能模块可以使用专有协议通信接口与 从属控制单元对接，所述专有协议通信接口能够为丰富的手动接口提 供足够特征。在该配置下，该专有协议可以被用于在该手动控制接口 模块与该从属控制单元之间进行通信。所述命令可以根据该手动控制 接口模块的功能来设计，并且可以包括用于设置输出(例如色度和强 度)和用于选择一个或多个预设置的命令，除了创建、编辑和存储供 该固态照明系统使用的预设置，所述命令还可以包括关于对强度和色 度的控制的定义。在本发明的一个实施例中，该配置应用可以被配置为使用 专有协议来与从属控制单元通信，创建和配置与该从属控制单元相关 联的一个或多个预设置。例如，配置程序可以允许用户将一个或多个 预设置加载和存储到该从属控制单元上，例如在预设置存储器中。通 过定义一个步，并将所选择的步与特定预设置号码链接，该配置程序 可以提供用于编辑所述一个或多个预设置的装置。该配置应用可以被 用于设置同步器模块的频率，所述同步器模块可以提供用于同步该固 态照明系统内的多个照明设备的活动的装置。该配置应用可以进 一 步
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够以更简单的方式选择特定预设置。本领域的普通技术人员能够理解，以上提供了专有协议控 制接口的非限制性的例子，并且在不偏离本公开的总体范围和性质的 情况下，在此可以考虑其它这样的例子(例如下面所述的例子)。
光产生模块每个照明设备的驱动与控制系统(例如图22的系统1020 ) 通常包括一个或多个光产生模块，所述光产生模块被配置为与一个或 多个控制接口模块进行通信并从所述 一 个或多个控制接口模块中访问 由所述 一 个或多个控制接口模块根据内部控制协议而转换的控制命令 和/或指令，并解释这些命令以操作一个或多个被可操作耦合到其的发 光元件模块。总的来说，光产生模块以遵守从手动的、标准化的和/或 专有控制接口中接收的命令的形式来产生和控制光输出。在一个实施 例中，光产生模块包括产生和控制来自 一个或多个发光元件模块的光 输出的硬件模块。在一个实施例中，控制接口模块将通常包括光控制器(LC -例如参见图4至8、图10、图11的光控制器324 、 424 、 ...924 )和 光产生机(LGE-例如参见图4至8、图10、图11的LGE 326 、 426 、…926 )。 该LC通常包括实现标准的 一组高级光控制功能的固件部件。这些高级 光控制功能可以包括，但不限于，例如在不同的颜色空间之间进行 映射、对光输出中的强度和色度的转变进行管理、和对色域进行管理。 在一个实施例中，在LC中实现的功能是那些独立于实际的正受到控制 的光产生硬件的功能。 LGE通常实现负责对光产生硬件和算法进行低级控制的固 件，例如光产生模块内的固件模块，所述固件模块提供对该光产生模 块以及被可操作地耦合到该光产生模块的发光元件模块的光产生能力 的直接控制。在一个实施例中，LC用作LCL客户端，其执行LCL所需的 从控制接口模块中被提供的命令。其也可以用作使用光产生机控制接 口 ( LCI -例如参见图4至8、图10、图11的LCI 432 、 532、 ...932 ) 与该LGE进行的会话的主机，所述光产生机控制接口可以被配置为提供高性能和被紧密地耦合的接口以允许LC将待产生光的色度和强度提供给该LGE。在一个例子中，它被实现为一组可以由该LC改变的并由 该LGE用于控制其输出的变量。
相反地，LGE是使用LCI的LC的客户端。该LGE接受在 LCI上接收到的命令和使用实现在该LGE内的控制算法，控制底层硬件 以通过所述一个或多个发光元件模块产生所要求的光输出。
该光产生模块可以进一步包括联网模块(比如网络协议栈 (例如参见图6至11 ))以提供分布式的体系结构。这样的实施例提供 更大的允许创建分布式产品网络的通用性。
在图6的实施例中，替代于ECIC 522被直接与光产生模 块518的光控制器524对接，LCL 5 30被传到网络栈540,该网络栈540 被配置为通过协作网络栈540将其发送到光产生模块518，所述网络栈 540被配置为与光控制器524对接。应当理解，该网络栈可以包括本领 域中公知的各种网络栈以包括为与私人的、共享的和/或专有的网络 (比如网络520 )对接所需的必要固件。
在下面的例9中，参照图24，说明了照明模块应用的详细 的例子和该照明模块应用的各个光产生模块部件的详细例子。也就是 说，该输出控制应用1316的功能部件可以被操作以便提供与所接收到 的外部输入一致的受控输出，所述外部输入例如被从主控制模块、集 成的或远程的1/0模块中接收，并且由T-Bus 1 326的各个功能部件 和颜色支持应用1 314根据预定的内部协议而被转换。
本领域的普通技术人员能够理解，上面的和随后的例子提 供了光产生模块配置和实现的非限制性的例子，而且在不偏离本公开 的整体范围和性质的情况下，在此可以考虑其它这样的例子。可选的模块支持
该系统可以进一步包括模块支持部件(例如参见图4至11 的支持428、 528 、 ...928 )，所述支持部件可以提供特征以控制例如对 该系统的以及实时框架(例如参见图7至11的实时框架650 、 750、 ...950 )的、小实时操作系统内核的支持、配置和维护。
总的来说，模块支持接口(MSI -例如参见图5至11的MSI 434 、 534、...934 )和模块控制语言(MCL -例如参见图7至11的MCL 648、748 、 ...948 )可以被用来提供标准的一组的命令和询问，所述命令和询问允许配置、维护和更新该体系结构内的一种类型的模块。在一个实施例中，其可以被实现为ISO网络模型中的应用层(第8层)协议， 并且可以包括主/从 肖息传送协议。
在一个实施例中，如果该模块被连接到适于作为用于MCL 的传输机制的外部控制网络，那么外部模块控制接口 (EMCL-例如参 见图7至11的EMCI 642、 742、 ...942 )可以被用于提供为从外部控制 中提取出MCL和将其与模块控制(MC)部件(下面所述)对接所需的 协议解释。
在一个实施例中，该模块控制(例如参见图7至11的MC 644、 744 、 ...944 )是用于MCL的客户端，并且执行命令以帮助维护和配置该模块。
根据本发明的一个实施例，实时框架(FW)也可以被提供 以提供实时内核，该实时内核提供多任务支持和一组用于该模块支持 的标准硬件驱动器。
在一个实施例中，原位刷新(RP-例如参见图7至11的 RP660、 760、 ...960 )部件同样被提供，该RP包括独立固件部件，其 用于更新任何类型的模块中的固件的剩余部分。例如，该RP可以包括 所有硬件模块的允许刷新这样的模块中的固件的固件部件。发光元件模块
该系统通常被配置为对从一个或多个发光元件模块中的 光产生进行控制。总的来说，这种情况下的发光元件模块可以包括一 个或多个在被该系统激活时发射电磁波谱的一个范围中的或范围(例 如可见光范围、红外和/或紫外范围)的组合中的辐射的设备。因此， 给定的发光元件模块可能具有单色的、准单色的、多色的或宽带谱辐 射特征。
此外，根据本发明的不同实施例，发光元件模块可以包括 发射辐射的特定设备，并且同样可以包括该发出辐射的特定设备连同 所述设备被部署在其中或者相对于其被部署的壳体或封装的组合。例 如，发光元件模块可以被配置为包括一个或多个发光元件，所述发光 元件如上所述，并且可选地与一种或多种被部署以便被其激发的发光材料和/或磷光材料相组合； 一个或多个传统的光源(比如那些本领域 中公知的光源)，和其它这样的对本领域的工作人员而言显而易见的 光源。
例如，在一个实施例中，所述一个或多个发光元件模块各 自包括一个或多个发光元件，所述一个或多个发光元件的组合的输出 被该照明系统控制以产生期望的发光效果。这样的发光效果可以包括 但不限于期望的色度、输出强度、谱功率分布、颜色质量和/或显色 指数(CRI)、光视效能、电光转换效率等中的一个或者组合。发光效 果可以进一步例如通过受控地将一个或多个发光元件的输出与一个或 多个被协同控制的传统光源的输出相组合来增强。
在另一实施例中，发光元件模块包括一个或多个由一个或 多个发光元件组成的发光元件阵列。对于每个阵列而言，所述一个或 多个发光元件可以以串行配置、并行配置或串行/并行配置的方式被布 置。所述 一 个或多个发光元件可以被选择使得它们发出具有期望色度 的光。本领域的普通技术人员能够容易地理解，所述一个或多个发光 元件可以被安装在例如承载迹线和连接焊盘的PCB(印刷电路板)， MCPCB (金属芯PCB)、金属化陶资衬底或者介电涂层金属衬底上。
所述发光元件可以是能够发出包括蓝色、绿色、红色或其 它颜色在内的颜色的初级发光元件。所述发光元件可以可选地为次级 发光元件，所述次级发光元件在例如蓝色或者UV泵浦磷涂层白光LED、 光子再循环半导体LED、或者纳米晶涂层LED的情况下将初级光源的辐 射转换为一个或多个单色波长、多色波长或者宽带辐射。附加地，可 以使用初级和/或次级发光元件的组合。
在一个实施例中，可以选择发光元件阵列，所述发光元件 具有以对应于颜色例如红色、绿色和蓝色的波长为中心的光谱输出。 可选地，具有其它谱输出的发光元件可以附加地并入该阵列，例如在 红色、绿色、蓝色和琥珀色波长范围处发出辐射的发光元件可以被配 置为发光元件模块，或者可选地包括一个或多个在青色波长范围处的 发出辐射的发光元件。为该发光元件模块选择发光元件可以直接涉及 例如该发光元件模块待创建的期望的色域、和/或期望的最大光通量和 显色指数(CRI )。
在另一实施例中，多个发光元件被以叠加的方式组合，使得能够组合单色、多色和/或宽带光源。发光元件的这样的组合包括红色、绿色和蓝色(RGB)发光元件、红色、绿色、蓝色和琥珀色(RGBA) 发光元件的组合，和所述RGB和RGBA连同白光发光元件的组合。可以 以叠加的方式组合初级与次级发光元件二者。此外，同样可以将单色 光源与多色和宽带光源(比如产生具有RGB和白色、GB (绿色和蓝色) 和白色、A (琥珀色)和白色、RA (红色和琥珀色)和白色、和RGBA 和白色颜色的光的发光元件)相组合。多个发光元件的数目、类型和 颜色可以根据照明应用来选择，并且将在例如期望的光视效能和/或 CRI方面满足照明需要。
在另一实施例中，该发光元件被作为成对的线性串而绝缘 地串联，其中一个串可以包括来自相同普通色(generic colour)(例 如蓝色)中的颜色箱的组合的发光元件，其中该对线性串中的一个的 发光元件的主波长大于或等于预定的波长，而且该对串中的另一个串 的发光元件的主波长小于或等于该预定的波长。因此，通过将相关的 驱动电流调整到给定颜色的 一对串中的每个串，可以为该发光元件阵 列模块动态地调整该给定颜色的有效主波长。
在一个实施例中，发光元件阵列利用对两个或两个以上发 光元件支路的并联而被配置，并且因此每个支路可能附加地需要限流 设备。限流设备可以包括例如本领域的技术人员能够容易地理解的固 定电阻器、可变电阻器或晶体管。该限流设备也可以包括被可操作地 耦合到晶体管的运算放大器(op-amp)，和位于该特定支路内的电流 检测设备。该op-amp可以检测到支路中的驱动电流并调整该晶体管 的电阻，使得该驱动电流保持低于期望的最大值。该限流设备可以被 校准以获得发光元件的支路的 一 定的性能特性。光学模块
所述一个或多个发光元件模块也可以包括或者被光耦合 到一个或多个光学模块，所述一个或多个光学模块包括一个或多个被 提供以便按要求调节发出的辐射(例如在发射波长、谱功率分布、强 度、空间配置等方面)的、和/或为一个或多个该照明设备或系统可以 用于其的应用所选择的光部件和/或结构部件。结构部件的例子可以包 括但不限于各种壳体部件、安装和定向结构、光掩模等。光部件的38例子可以包括但不限于各种透镜、反射器、散射器、滤波器等。
光学模块大体上接收由发光元件模块产生的照明，并提供用于有效地对该照明进行光操作的装置。该光学模块可以例如提供用 于收集和/或校准由该发光元件模块发出的光通量的装置，并且可以提 供多个发光元件的发射的颜色混合。该光学模块也可以提供对从该照 明设备、或给定照明系统配置下的照明设备的组合中发出的光的空间 分布的控制。
该光学模块可以使用各种光学元件以产生期望的光强度 和色度分布。所述光学元件可以包括一个或多个折射元件，例如玻璃 透镜或塑料透镜、复合抛物面集中器(CPC)或对其的高级修改，比如 定制的介电全内反射光学器件、Fresnel透镜、GRIN透镜和微透镜阵 列。所述光学元件也可以包含包括全息散射器和基于GB0的平面镜在 内的反射和衍射元件。
在一个实施例中，介电全内反射集中器(DTIRC)(比如 CPC光学元件)可以被用于从大量的发光元件中收集辐射。容易理解， 集中器的截面形状并不限于抛物线形，而是也可以采用例如双曲线、 椭圓、喇p八、或许多线段的连接的形状，其中每个线段被设计为满足 所期望的光学目的。
在一个实施例中，所述光学模块提供非对称照明束模式， 同时附加地混合由两个或两个以上发光元件产生的光。该光学模块包 括一个或多个光学设备，每个光学设备包括在入口孔与出口孔之间延 伸的反射器体，其中两个或两个以上发光元件被相对于该出口孔而定 位，并且光在该反射器体之内被反射，而从该出口孔处射出。该反射 器体包括包含对称反射元件的第一壁对，和正交于第一壁对的第二壁 对，其中第二壁对包括非对称反射元件。第一壁对提供用于混合由所 述两个或两个以上发光元件产生的光的和用于产生关于第一轴对称的 射束模式的装置。沿着正交于第一轴的第二轴，第二壁对提供用于混式的装置。
在一个实施例中，光学模块包括入口孔、出口孔和由所述 入口孔与出口孔之间横截面基本上为方形的反射器体确定的光操作腔。该反射器体包括被对称地配置的第一壁对。在一个实施例中，第一壁对被配置为抛物面反射元件，所述抛物面反射元件用于混合由发 光元件阵列模块产生的光。对称配置的抛物面壁进一 步提供第 一 方向 上的从该光学设备的出口孔中发出的对称射束模式。两个或两个以上 发光元件被定位于靠近该入口孔，并且由其发出的光在该反射器体之 内被反射，而从该出口孔中射出。该反射器体进一步包括被非对称地 配置的第二壁对。第二壁对的第一个壁被配置为抛物面反射元件，且 另一壁被配置为平面反射元件，所述两个壁共同提供对由发光元件阵 列模块产生的光的混合。所述被非对称地配置的壁进 一 步提供从该光 学设备的出口孔中以第二方向发出的非对称射束模式。现在参照特定的例子对本发明进行说明。能够理解，接下 来的例子是为了说明本发明的实施例，而不是为了以任何方式来限制 本发明。
例子
例1:图7示出了根据本发明的一个实施例的，集成的驱动与控 制系统620的固件体系结构，该驱动与控制系统620包括组合的控制 接口/光产生模块617。模块617通常包括ECIC 622，该ECIC 622被 配置为接收外部输入614，并根据LCL 630转换该外部输入614。所述 被转换的LCL命令然后被传递给通过LCI 632被可操作地连接到LGE 626的光控制器624，以便通过发光元件模块612产生受控的光输出。在该实施例中，除ECIC 622之外的所有部件都直接与该 光控制器对接以交换所需LCL命令和应答。可选地提供到私人网络619 的接入以允许连接f U不同控制接口模块和/或光产生模块以便实现在 该控制接口/光产生模块617内未被实现的外部控制。该模块进一步包括模块支持部件628，该模块支持部件628 通过MSI 634与上面的部件对接，并且包括外部模块控制接口 642，该 外部模块控制接口 642用于接收外部模块控制命令和指令，并通过MCL 648将所述外部模块控制命令和指令传递给模块控制部件644和可选 地通过网络协议栈640将其传递给外部模块。实时框架650也可以为 模块支持628提供多任务支持和一组标准硬件驱动器。在本例中，原 位刷新(reflash-in-place) 660也被提供以便在需要时更新整个模块例2:图8示出了分布式系统720的固件体系结构，该分布式系 统720包括不同的控制接口模块716和光产生模块718.在该实施例中， 多个固件模块被重复，以便每个模块716、 718包含其自己的拷贝(例 如网络协议栈740、模块控制744、实时框架750、原位刷新760等)。在该实施例中，外部输入714被连接到控制接口模块716 的ECIC 722,该控制接口模块716负责将该输入转换为LCL 730并通 过私人网络719和适当的网络栈740将所述被转换的输入传递给光产 生模块718的光控制器724。 一旦接收到该输入，通过LCI732与LGE 726对接的光控制器724然后可以开始协同控制从发光元件模块712中 的光产生。如上面的例子所述，控制接口模块716和光产生模块718 各自包括模块支持728，其部件被配置为通过MSI 734和MCL 748与该 模块部件对接，并且被相应地分布以便为相应模块提供支持功能。举 例来说，外部模块控制接口 742只实现在控制接口模块716中，在该 控制接口模块716中可能需要与外部网络或者接口对接。然而，该控 制接口模块716和光产生模块718各自包括它们自己的模块控制744、 实时框架75 0和原位刷新部件760。
例3:图9和图10提供了分布式系统的例子，该分布式系统包 括控制接口模块816 (参见图9)，该控制接口模块816通过私人网络 819被可通信地连接到光产生模块818 (参见图10)。控制接口模块 816实例性地包括多接口板，在该例中，该多接口板可以被制造为提供 三个选项之一，所述三个选项的每一个支持单个外部输入814: DALI、 画X、或4按钮手动控制(例如还参照图23参见例8 )。在该例中，控制接口模块816支持单个私人网络，该私人 网络819可以被用于将MCL 848和RP 860传递给控制接口模块816, 并通过相应的协议栈84G将LCL 830、 MCL 848和RP 860通信量在控 制接口模块816的ECIC 822 、外部模块控制接口 842和模块控制844与光产生模块818的光控制器824 (和间接地LGE 826 )和模块控制844 之间传输。在本例中，光产生机826也被配置为提供使用它的一个或 多个被传感的操作和/或输出特性的对发光元件模块812的反馈控制 (未示出)。在本例中，网络819包括控制接口模块816与光产生模块 818之间的点对点串行链路。然而，控制接口模块816的DALI和DMX 版本可以被配置为允许通过外部通信网络传递RP，例如，使用私人网 络协议的扩展版本来使用该扩展版本的点对多点扩展传递RP数据。本领域的技术人员能够理解，点对多点的体系结构也可以 被设计在单个控制接口模块与多个光产生模块之间，从而提供例如从 单个外部输入中对多个发光元件模块的分布式控制或者其组合。
例4:图11提供了集成系统920的例子，该集成系统920包括 组合的控制接口/光产生模块917。组合的模块917通常被配置为图9 和图10的分布式系统，然而，光控制器924与外部控制接口转换器922 之间的接口被整体地提供而不依靠网络(比如例如图9和图IO的私人
网络819)。也就是说，LCL 930命令可以不依靠网络地直接和整体地 在ECIC 922与光控制器924之间一皮传递，同样地，MCL 948和RP 960 通信量可以通过MSI 934在整个单独的集成模块支持928和实时框架 950的范围内被传递。但是，可选地提供到网络919的接入，使得未由 组合模块917实现的外部命令可以被传递给例如下游模块。在本例中，光产生机926也被配置为提供对发光元件模块 912的温度前馈控制。
例5:参照图16和17，并根据本发明的一个实施例，现在将说 明照明设备/模块的、尤其是照明设备/模块的驱动与控制系统的硬件 和固件体系结构。尤其是参照图16，照明模块2400的驱动与控制系统 通常包括从属控制单元(SCU) 2410和附属的发光元件模块2420 (例 如LEE板等)，SCU 2410被可操作地配置为通过适当DMX网络连接2440和内部布线2450来接收外部画X输入2430。在该实施例中，所有用于 控制照明模块/设备的输出的固件都驻留在该从属控制单元上。图17中图解说明了图16中实施例的固件体系结构。其示 出了该固件体系结构的元件被如何分配给硬件体系结构中的各种处理 器资源。匿X协议翻译模块2510(例如控制接口模块)被实现在SCU 2410 上，并且被配置为从画X控制器2520中接收外部信号(例如通过图16 的DMX网络连接2440 )，并且使用T-Bus互连系统来将被转换的信号 版本传递给输出控制模块2530 (例如光产生模块LGM的部件)以便将 控制命令发布到控制模块25 30。该体系结构的各个部件可以按如下来 说明。 DMX协议翻译管理器2510:固件模块，其解释画X格式的 帧并将所述数据翻译为T-bus命令。 T-bus接口管理器(主机)2545:固件接口，其为T-bus 互连系统254 Q和其通信协议格式化命令。画X协议翻译251Q和预设置 管理器2560都使用该模块来为该输出控制25 30格式化命令。该T - Bus 可以被用于克服DMX的限制，并且可以被用于扩展该控制功能或者简 化控制该照明系统的复杂度。其可以利用相同的物理层或者其它公知 的单工、半双工或全双工互连系统，但是可以利用DMX不可用的或者 不同于DMX的消息和命令格式。这样的消息格式可以包括专用寻址方 案和消息协议，并且支持与DMX通常一起使用的命令集相似的或者超 出与画X通常一起使用的命令集的命令集。应当注意，在网络数据传 输的 一般领域中存在公知的广范围的其它形式的互连系统，所述互连 系统可以被用在本发明的不同实施例中，并且适用于所述本发明的不 同实施例。预设置管理器2560:固件控制模块，其实现预设置特征。预设置时钟2570:该预设置时钟使用外部时基来校正非同 步的处理器时钟以便为预设置管理器2560维持精确的长期定时。原位刷新UP)客户端2580:独立客户端模块2580 (独 立于SCU上的其它固件而工作)，其执行命令以更新接口模块固件和 更新EEPROM中的属性。该RP客户端可以根据T-Bus的命令的子集来 接受Tr-Bus命令。 T-bus接口管理器(LGM客户端)2546:固件接口，其通
43过T-Bus通信协议解码并执行命令。LGM实现方式接受用于控制LGM的 命令的丰富选择。输出控制2530: LGM的主要的光控制固件，且其示例实施 例在例9中参照图24被说明。 CRC固件2590:配置与刷新连接器(CRC )是能够在标准 个人计算机(PC)通信端口与画X或者DALI网络之间进行连接的接口 设备。其为驻留在PC 2595上的应用提供了到该网络的电接入和协议 接入，并允许这些应用使用Te-Bus或者TR-Bus协议与SCU 2410会 话。根据该应用需要对SCU 2410进行的操作，该应用可以要么使用Tc -Bus协议与T-Bus接口管理器(LGM客户端)会话，要么使用TR-Bus协议与RP客户端会话。该应用控制这两种模式之间的切换。预设置编辑器和DMX配置应用2598:本领域的普通^支术人 员能够理解，存在多个运行在PC上并可以被用来配置和管理SCU上的 特征的应用。对于SCU的预设置特征而言，适用的应用是预设置编辑 器，该预设置编辑器允许创建和编辑预设置。对于SCU的DMX特征而 言，DMX配置应用是适用的应用。该应用允许设置包括DMX模式和DMX 地址在内的DMX操作参数。 DMX控制器2520: DMX网络的主设备。本领域的普通技术人员能够理解，上面的和其它这样的硬 件和固件模块可以以多种方式被组合和/或互换以提供类似效果。因 此，并不认为这样的替代和/或互换偏离了本公开的整体范围和性质。
例6:参照图18和19,并根据本发明的一个实施例，现在说明 照明设备的、尤其是照明设备的驱动与控制系统的硬件和固件体系结 构。尤其是参照图18，照明模块2600的驱动与控制系统通常包括从属 控制单元(SCU) 2610和附属的发光元件模块2620 (例如LEE板等)， SCU 2610被可操作地配置为接收外部手动输入，所述外部手动输入通 过经由内部布线2650而被连接到SCU 2610的4按钮用户接口 2630而 被输入(例如，与上面参照图13和14所述的相类似)。在该实施例 中，用于控制照明模块/设备的输出的所有固件位于该从属控制单元 2610上。
44
如上所述，该4按钮的接口可以在各种配置下被使用。在
一个例子中，两个按钮可以使得能够手动选择预设置，其中两个按钮 使得能够以正方向或者反方向滚动通过所述一个或多个可以与该从属
控制单元261 0相关联的预设置。其它的两个按钮可以被配置为使得能 够调整固态照明系统的光通量输出，例如增加或者减少该光通量输出。
在该实施例中，同步接口 2660也可以被耦合到该从属控 制单元2610，其中该同步接口 2660可以提供使该特定从属控制单元 2510的操作能够与其它从属控制单元同步的定时信号，由此使期望的 照明设计能够由两个或两个以上的照明模块创造出。在该实施例中， 还提供了用于RS - 485接口的内部布线2670以便与从属控制单元2610 进行直接通信。图19示出了该固件体系结构的元件被如何分配给图18的 硬件体系结构中的各种处理器资源。所述预设置被实现在S C U 2 610上， 并且使用T-Bus互连系统2740系统而被传递给输出控制模块2710(例 如光产生模块的部件)以便将控制命令发布到输出控制模块2710。该 体系结构的各个部件可以按如下来说明。 4按钮的接口管理器2710:固件接口，其解释用户对用于 控制LGM的输出的简单4按钮接口进行的按压。 T-Bus接口管理器(主机)2745:固件接口，其通过T-Bus通信协议发布命令。该预设置管理器使用该接口将命令发布到LGM。预设置管理器2760:固件控制模块，其实现预设置特征。预设置时钟2770:该预设置时钟使用外部时基来校正处理 器时钟中的误差以便为该预设置管理器维持精确的长期定时。 RP客户端2780:独立客户端模块(例如独立于SCU上的 其它固件而工作)，其执行命令以更新SCU固件和更新EEPROM中的属 性。该RP客户端可以接受TR-bus命令的子集。 T-Bus接口管理器(LGM客户端)2746:固件接口，其通 过T-Bus通信协议解码并执行命令。LGM实现方式接受用于控制LGM的 命令的丰富选择。输出控制2730: LGM的主要的光控制固件，且其示例实施 例在例9中参照图24被说明。 CRC固件2790:配置与刷新连接器(CRC )是能够在标准PC COMM通信端口与DMX或者DALI网络之间进行连接的接口设备。其 为驻留在PC上的应用提供了到该网络的电接入和协议接入，并允许这 些应用使用T-Bus协议与SCU会话。根据该应用需要对SCU进行的操 作，该应用可以要么使用TC-Bus协议与T-Bus接口管理器(LGM客 户端)会话，要么使用TR-Bus协议与RP客户端会话。该应用能够被 配置为控制这两种模式之间的切换。预设置编辑器应用2798:存在多个可以运行在PC上并可 以被用来配置和管理SCU和LGM上的特征的应用。对于SCU的手动控 制特征而言适用的应用是允许创建和编辑预设置的预设置编辑器。
例7:参照图20和21，并根据本发明的一个实施例，现在将说 明照明设备/模块的、尤其是照明设备/模块的驱动与控制系统的硬件 和固件体系结构。特别地，图20示出了手动控制接口的总体硬件体系 结构。如其所示，多接口板(MIB) 2815 (例如上面所述的控制接口模 块的部件)被安放在组合功率与控制(CPC)模块2810内，并且被可 通信地连接到4按钮的控制模块2830，外部控制输入可以从该4按钮 的控制模块2830中被提供。光产生模块2825同样被整体地可通信地 连接到MIB2815,例如，其被配置为用于可操作地连接到LEE模块(未 示出)(比如LEE板等)，其被配置为从MIB 2815中接收用于操作该 LEE模块的控制信号和/或命令。对本实施例而言，图21示出了该固件体系结构的元件被 如何分配给该硬件体系结构中的各种处理器资源。所述预设置被实现在MIB 2818上，并且使用T-Bus接口 而被传递给LGM 2825以便将控制命令发布到LGM 2825和LGM 2825的 输出控制模块2930。 4按钮的接口管理器(例如控制接口模块的部件)2910: 固件接口，其解释用户对用于控制LGM的输出的简单4按钮接口进行 的按压。 T-bus接口管理器(主机)2945:固件接口，其通过T-Bus通信协议发布命令。该预设置管理器使用该接口将命令发布到LGM。
预设置管理器2960:固件控制模块，其实现预设置特征。
预设置时钟2970:该预设置时钟使用外部时基来校正处理 器时钟中的误差以便为该预设置管理器维持精确的长期定时。 T-bus接口管理器(MIB客户端)2948:固件接口，其通 过T-Bus通信协议解码并执行命令。实现在MIB上的命令集被定义为 Tc-Bus (配置)子集，并且被相对地限制为通常只包括少数配置和管 理命令。所接收到的关键命令激活RP客户端并允许将所述预设置下载 至该EEPROM。 RP客户端2980:独立客户端;f莫块(例如独立于MIB上的 其它固件而工作)，其冲丸行命令以更新MIB固件和更新EEPROM中的属 性。该RP客户端接受TR-bus命令的子集。 T-bus接口管理器(LGM客户端)2946:固件接口，其通 过T-Bus通信协议解码并执行命令。LGM实现方式接受用于控制LGM的 命令的丰富选择。输出控制2930: LGM的主要的光控制固件，且其实施例在 例9中参照图24被说明。 CRC固件2990:配置与刷新转换器(CRC )是在标准PC CO画 通信端口与DMX或者DALI网络之间进行连接的接口设备。其为驻留在 PC上的应用提供了到该网络的电接入和协议接入，并允许这些应用使 用T-Bus协议与M:IB会话。根据该应用需要对MIB进行的操作，该应 用可以要么使用T(-Bus协议与T-Bus接口管理器(MIB客户端)会 话，要么使用TR-Bus协议与RP客户端会话。该应用控制这两种模式 之间的切换。预设置编辑器应用2998:存在多个可以运行在PC 2995 上并可以被用来配置和管理MIB 2815和LGM 2825上的特征的应用。 对于MIB 2815的手动控制特征而言适用的应用是允许创建和编辑预设 置的预设置编辑器。
例8:参照图23，并根据本发明的一个实施例，说明了支持照明 设备的控制接口模块的示例'性的硬件体系结构。该硬件体系结构实例 性地包括多接口板(MIB) 1 205，其为外部输入提供各种控制接口 ， 比如，例如按钮接口 1210 (实例性地为4按钮接口 ) 、 DMX(数字复用)接口 1220、 DALI (数字可寻址照明接口 )接口 1230、和/或其它当前 的或未来的接口 1 240的组合；和T-BUS接口 ，其用于将通过MIB 1205 响应于各种输入控制而产生的控制信号传递给例如该照明设备的光产 生模块1202的固件/硬件平台。该T-BUS接口是使得能够在MIB与该 照明设备之间进行通信的通信协议。在一个实施例中，该T-BUS接口 可以是专有协议，但是本领域的工作人员能够容易地理解其它的协议 配置。总的来说，该DMX接口 1 220可以提供各种通过其该控制 系统可以对光产生模块1 202规定色度输出的方法。这些方法的格式可 以包括但不限于RGB(红色、绿色、蓝色)强度；被编码到DMX数据 字节中的CIE(x, y)或(u，， v，)坐标和强度值；和被编码到DMX数 据字节中的CCT (色温)和强度值。该DALI接口 12 30也可以提供各种通过其该控制系统可以 对光产生模块1 2 02规定色度输出的方法。这些方法可以包括但不限于 下面的DALI命令激活xy-坐标(命令1226 ):激活以前加载的xy坐标， 该强度然后通过各种DALI命令被控制；设置RGB Dimlevel字(命令1236 ):激活以前加载的RGB 强度值。设置Colortemp字(命令1227 ):激活以前加载的相关的 色温(CCT)坐标，该强度然后通过各种DALI命令被控制；以及分离RGB寻址该DALI接口 12 30识别出用于每个RGB通 道的单独的DALI地址，其中该控制器然后可以使用各种DALI命令来 控制每个通道的强度。该4按钮的接口 1210可以被用于提供对预先设置的场景 (例如预先设值的色度和强度)进行的手动用户选择。这些场景可以规 定与那些例如为画X接口定义的格式一致的格式的色度和强度。本领域的技术人员能够理解，未来接口 1240可以包括为 该照明设备的操作和控制而开发的新的控制接口 。在本实施例中，与已经被使用的接口和该控制器已经选择 用于发送该命令的具体格式无关，所有的到该照明设备的命令可以被 翻i奪成下面的T-BUS命令。
设置受控的xy:该命令在受控模式中将颜色输出设置成规 定的色度。强度然后可以使用各种强度命令而被单独地控制。该照明 设备为达到规定的色度所花费的时间可由T - BUS命令独立地规定。设置受控的u，v，该命令在受控模式中将颜色输出设置成 规定的色度。强度然后可以使用各种强度命令而被单独地控制。该照 明设备为达到规定的色度所花费的时间可由T - BUS命令独立地规定。设置受控的RGB:该命令在受控模式中将颜色输出设置成 规定的RGB值。这些值可以包括将覆盖现有强度的强度信息。强度可 以然后使用各种强度命令而被单独地控制。该照明设备为转变到规定 的色度所花费的时间可由T - BUS命令独立地规定。设置CCT:该命令在受控模式中将颜色输出设置成规定的 CCT值。强度然后可以使用各种强度命令而被单独地控制。该照明设备 为转变到规定的色度所花费的时间可由T- BUS命令独立地规定。总的来说，T-BUS命令"设置RGBA"也可以一皮用于访问 对所述颜色通道的直接控制，并且可以通过制造和诊断工具而适用于 对所述通道的内部控制。在一个实施例中，其未被外部接口使用。 T-BUS也可以包括多个附加的可用于设置和询问光产生 模块1202的属性和状态以支持上述输出控制命令的命令。对本领域的 工作人员而言显而易见的是，也可以考虑其他这样的命令以使本实现 例适于不同的照明设备配置和照明组合。
例9:参照图24，并根据本发明的一个实施例，现在将更详细地 说明照明控制应用1310 (例如由照明设备的驱动与控制系统的控制接 口和光产生模块实现的照明控制系统应用)。特别地，图24图解说明 了该应用的T-BUS接口 1312的、颜色支持模块1314的、输出控制模 块1316的和应用支持模块1 322的各个层和模块。如其所示，全局变 量1 32 3也可以被用于简化上面任意部件之间的接口 。总的来说，T-BUS接口 1312处理T-BUS消息的传输、接 收、解码和执行，并且示例性地包括T - BUS数据链路层1 324和T - BUS 命令解码器与执行模块1 326 。在一个实施例中，T-BUS数据链路层 1 324可以提供下面的特征，所述特征包括但不限于将字符汇编成消
49息、传输应答消息等。T-BUS命令解码器与执行模块1 326可以被用于例如对从T-BUS数据链路层1 324中接收到的消息进行解码，执行包含在所述被解码的消息中的命令，产生应答消息(例如在许多应用中，大多数或者全部的T-BUS消息需要应答消息)，和将所述应答消息发送到T - BUS数据链路层1 324以进行传输。颜色支持模块1314通常提供颜色传输和管理功能，所述功能被用来支持T - BUS命令的执行(例如通常与上述接口控制模块功能兼容的命令)。在本实施例中，这些功能示例性地由RGB至XYZ转换模块1 330、 xy至XYZ转换模块1 332、 u，v，至XYZ转换模块1 334、色域减小模块1 336和CCT减小模块1338提供。这些和其他这样的模块通常被用于从T-BUS接口 1312中将各种命令和参数作为输入而接收，并转换这些输入(例如根据预定的内部控制协议)以供输出控制接口模块1316 (例如通常与上述光产生模块功能兼容的控制接口模块)使用。注意，在所示的图24的实施例中，所有在内部使用的明确的色度值被表示为XYZ。因此，如上所述的各种功能和模块被提供以将色度值转换为XYZ坐标。特别地，RGB至XYZ转换模块1 332处理被作为RGB值接收的色度值，并将它们转换为XYZ和强度值以供输出控制模块接口模块1316使用。为了支持色度转变特征，由T-BUS接口 1312以xy形式提供的色度设置被xy至XYZ转换模块1 332转换为XYZ。类似地，由T-BUS接口 1312以u，v，形式提供的色度设置被u，v，至XYZ转换模块1334转换为XYZ。在一些情况下，T-BUS接口 1312可以请求照明设备特定模型所支持的范围之外的色度。如果发生这种情况，色域减小模块13 36将使用本实例的照明设备的能力来将该色度减小至所支持的范围。类似地，T-BUS接口 1312可以请求照明设备特定模型所支持的范围之外的CCT值。如果发生这种情况，CCT减小模块1 338将使用本实例的照明设备的能力来将该CCT减小至所支持的范围。如后面将要详述的那样，要么作为用于色度的XYZ、要么作为用于白光的mirek (微倒数开尔文)的色度值可以被进一步地转换为RGB传感器目标。仍然参照图24，输出控制模块1316通常包含在实际中实
50时控制该照明设备时所涉及的模块，所述照明设备使用由颜色支持模块1314提取、和可能转换的命令参数作为输入。在图24示例性的实
施例中，输出控制模块1316通常包括动态强度计算模块1 340、动态彩色色度计算模块1 342和动态白色度计算模块1 344。在这些模块的下游另外还提供了强度定标模块1 346 、反馈回路1 348 (例如可通信地连接到反馈系统(比如图22的系统1 030 )的反馈回路)、和被配置为驱动该照明设备的各个发光元件的驱动模块1 350 (例如支持脉冲宽度调制(P丽)或其它这样的调制方式的驱动模块)。本领域的技术人员能够容易地理解，在不偏离本公开的总体范围和性质的情况下，可以考其它模块和模块组合来提供类似结果。在一个实施例中，动态目标计算模块包括动态强度计算模块1340、动态颜色色度计算模块1 342、动态白色度计算模块1344和强度定标模块1 346,所述动态目标计算模块负责执行所有实时色度和强度转变。例如，温度调整的RGB值(RtGtBt)和活动强度被分别从目标色度和强度值中计算出，并被定标以提供活动的温度调整的(RtGtBt )以供在驱动该照明设备时使用。在一个实施例中，动态目标计算模块的输出是由三个分别用于红色、绿色和蓝色反馈传感器的传感器目标构成的组。计算这些目标示例性地包括一个三阶段的流程。如果有正在进行中的色度转变，则该模块计算新的色度并将当前的色度更新为该值，并且从剩余时间中推倒出动态目标计算循环的周期。如果存在正在进行中的强度转变，则该模块计算新的强度并利用该值更新当前的强度，并且从剩余时间中推倒出动态目标计算循环的周期。动态目标计算模块然后使用当前的强度和选择的变暗曲线来定标所述RGB目标，并将该最终的活动的目标组输出到反馈回路(例如模块1 348 )。注意，该固件代码可以被优化以便在所述步骤都没有处于进行中或者只有一个所述步骤处于进行中时跳过上面的转变步骤之如上所述，两种类型的转变被支持，并且每种都可以独立于另一个而工作。在色度转变(例如模块1 342或者1 344 )中，新的目标色度由T-BUS命令和该转变提供，所述T-BUS命令被接收到后，该转变就立即将当前色度从初始色度改变成所述目标色度。总的来说，该色度转变时间是预先设置的值。在一个实施例中，该色度转变可以兮安^口下进4亍每当适当的命令被接收到，T - BUS接口就更新目标色度的值和剩余的色度转变时间。当前色度以大约50Hz的频率(即每20毫秒)以相等的步沿着当前的RtG,B,与目标R,Gt.Bt之间的直线使用适于当前色度转变时间和该转变的幅度的步长而被调整。该目标色度和剩余色度转变时间在每个循环之后被存储。通过这种方式，如果T - BUS命令在前面的转变完成之前更新这些值，则新的值将被自动使用，并且所述新的转变将替代前面的转变。如果没有正在进行中的色度转变，那么当前的色度被用作初始色度。该强度转变(例如渐变(fade)和变暗-模块1340 )通常独立于当前所显示的色度。在一个实施例中，新的强度以大约50Hz(20毫秒)的频率被计算，并且与色度转变同步。在一个实施例中，强度转变4安如下进4亍每当适当的命令被接收到，T-BUS接口 1312就更新目标强度的值和剩余的强度转变时间。该强度以大约50Hz的频率(20毫秒)以相等的步在强度与目标强度之间使用适于当前为色度转变时间和该强度改变的幅度规定的时间量的步长而被调整。该目标强度和剩余强度转变时间在每个循环之后被存储。通过这种方式，如果T - BUS命令在前面的转变完成之前更新这些值，则新的值将被自动使用，并且所述新的转变将替代前面的转变。总的来说，该强度转变以线性百分比的尺度被计算(但是可以考虑其它的方法)。对所选择变暗曲线的调整可以以下面的步骤进行。如果没有进行中的强度转变，那么当前的强度就被使用。 —旦新的强度和色度被计算出，则RtGtBt值被根据当前的强度(例如模块1 346 )被定标。该计算实现基于当前所选择的曲线设置的定标，所述曲线设置可以包括但不限于平方律变暗曲线、线性
曲线(例如线性变暗)、对数曲线(例如与DALI规范兼容的对数变暗)等。在一个实施例中，输出控制模块1316进一步包括温度补偿模块(未示出)，该温度补偿模块负责更新使用在反馈回路1348中的与温度有关的系数。这也可以以大约50Hz (20毫秒)的频率进行，并且与一个、多个或者所有以上转变模块(1 340、 1 342、 1 344 )同步。在一个例子中，温度补偿模块可以被用于在温度对两个不同传感器和算法的影响方面进行校正； 一个用于光电二极管温度补偿，以及一个用于发光元件结温度补偿。这些补偿将在后面作进一步论述。如上面所介绍的那样，输出控制模块1316可以进一步包括反馈回路1 348，该反馈回路1 348被配置为实现与该控制器相关联的主要的比例积分(PI)回路或者比例积分微分(PID)回路，所述控制器用于基于从动态转换模块(未示出)中接收到的RGB目标值和从系统硬件(例如图22的反馈系统1030的传感器1 070和1 080 )中读取的反馈传感器值来控制该输出P丽值(PWM驱动1 350 )。在一个实施例中，反馈回路1 348并不知道所述目标值的源，并因此独立于在该固件的其它部分中被管理的色度和强度设置。由于PWM和反馈传感器硬件中的可能的限制，反馈回路1 348可能需要根据所提供的RGB目标的值而工作在不同的模式中。如果是这种情况，这样的差别可以在反馈回路1 348中被隔离，这可以减小或者避免这些差别影响该体系结构中的其它模块。在一个实施例中，根据PWM值是大于(或等于)设置的阈值还是低于该阈值，反馈模块1 348工作在两个模式之一中。在第一种情况下，该算法使用标准强度和温度反馈算法，而在后一种情况下，所有高于该设置值的PWM值正常工作并继续使用正常的强度和温度反馈，而小于该设置的值的P丽值使用历史与校准发光元件数据和温度前馈算法。为此目的而使用的历史温度数据可以在每次该设置的阈值被传递时为每个发光元件颜色而S皮收集和存储，例如，在另一实施例中，对该反馈回路的工作的选择可以基于该RGB调整点(set point)或者Rt， Gt, Bt。可替代地，由于在低亮度级处可能损失分辨率，反馈回路1 348的PI或PID参数可以被改变以保证速度和稳定性。这种类型的算法可以再次在反馈回路1 348之内被隔离，并且因此可以在不对其它模
块产生影响的情况下被使用。在该可替代的实施例中，当LED颜色的 目标传感器值大于(或等于)设置的值时，则该算法使用标准的PID 参数，然而，当LED颜色的目标传感器值小于该设置的值时，则在该 反馈回路重复了预定的数目之后，该算法将所述PID参数减小至与该 目标传感器值成比例的水平。这将促进瞬态工况期间的快速响应和在 稳定状态时的稳定响应(例如减少的闪烁)。在另一实施例中，对所 述PID参数的选择可以基于PWM值、光传感器读数或光传感器调整点。仍然参照图24,输出控制模块1316进一步包括PWM驱动 模块1 35 0。总的来说，PWM控制模块1 35 0主要从反馈回路1348中接 受用于每个通道的P簡值，并将这些值输出到硬件以驱动该照明设备 的发光元件。在一个实施例中，次要接口被直接地提供给T-BUS模块 1312以允许P麵值直接进入。总的来说，该T-BUS接口并未被终端用 户控制接口使用，而是被提供以供生产和支持工具和过程使用。如上所述，照明控制应用1310进一步包括应用支持模块 1 322，该应用支持模块1 322提供若干将次要服务提供给上述其它模块 的能力。这样的次要服务的例子包括但不限于启动定时器、断电模 块、运行历史模块、监控设备、配置管理器等。启动定时器通常管理该照明设备的正确启动。例如，在一 个实施例中，该启动定时器禁止该照明设备输出直到经历了足够的时 间，以便保证所有的硬件和固件初始化过程已经完成；继续禁止该照 明设备输出直到当前定义的启动延迟周期已经期满(这可以为零，在这 种情况下，该延迟将只是硬件和固件初始化所需的延迟)；在该启动延 迟期满后，通过将当前的色度和强度设置成当前定义的初始值来激活 该照明设备；而且如果设置色度或强度值的T-BUS命令被接收到，则 通过将当前色度或强度值设置成这些值来启动该照明设备。当断电模式被检测到时，断电模块通常被实时框架启动。 例如在一个实施例中，该断电模块将通过将PWM值设置成零和禁止反 馈回路1348来禁止所有的输出，并将被上电的小时、平均温度和最大 温度的当前值存储到非易失性的存储器。运行历史模块通常收集各种关于该照明设备的使用的统 计。例如，这些统计可以包括但不限于总照明小时、平均衬底温度、
54平均传感器温度、最大衬底温度、最大传感器温度、每个通道的平均 PWM、每个通道的平均传感器水平、在1000小时时已分辨的每个通道
的平均PWM、在1000小时时每个通道的平均传感器水平、在1000小时 时每个信道的平均衬底温度、最后10个故障或者事件(例如监控设备、 热下降、PWM下降等)等。该监控设备通常处理来自监控设备定时器的中断，并尝试 复位和重新启动该照明设备。该配置管理器通常管理数据到该照明设备的非易失性存 储器中的存储和从其中的取回。而在一个实施例中，用于非易失性存 储器的实际驱动器处于实时框架中(未示出)，该配置管理器仍然可 以提供服务以便将应用变量映射到物理位置。照明控制应用1310进一步包括用于简化上面列出的部件 中的一些或者全部之间的接口的全局变量。各种示例性的全局变量和 它们的主要用途在下面表1中列出。
表1:
全局 变量 目标 色度
用途及注释
目标 强度
当前色度
目标RtGtB
被颜色控制用来为动态目标计算模块设置目标色 度以便用在其色度转变目标中。每当T-BUS规定 了新的色度时或者当超时导致该色度被设置成预 定的值时，该目标色度被设置。 被颜色控制用来为动态目标计算模块设置目标强 度以便用作其强度转变目标。每当T-BUS规定了 新的强度时或者当超时导致该强度被设置成预定 的值时，该目标强度被设置。
作为该控制回路维护的目标而被颜色控制输出到 该控制回路。
由动态目标计算模块在每次循环之后更新以反映 提供给该控制回路的当前色度(尽管提供给该控制 回路的实际值是从当前色度和当前强度中计算出
55当前强度
剩余的色度 渐变时间
的RtGtBt)。有T-BUS命令可用于读取该值。 由动态目标计算模块在每次循环之后更新以反映 提供给该控制回路的当前强度(尽管提供给该控制 回路的实际值是从当前色度和当前强度中计算出 的R,G,3t)。有T-BUS命令可用于读取该值。 由颜色控制在每当该目标色度被设置时设置成色 度渐变时间。零值是合法的，其表示瞬时变化。
由动态目标计算模块在每次循环之后更新以反映 该色度转变的剩余时间。有T-BUS命令可用于读 取该值。
剩余强度 由颜色控制在每当目标色度被设置时设置成强
渐变时间 度渐变时间。零值是合法的，其表示瞬时变化。
由动态目标计算模块在每次循环之后更新以 反映该强度转变的剩余时间。有T-BUS命令 可用于读取该值。 上面的主要参照图24的实施而作出的详述提供了该照明 控制应用1310的示例性的实现方式。在图24中未示出的是任务分配 结构，其控制实时临界部件的执行定时，所述部件可以由例如实时框 架和实时支持模块(未示出)协同地来实现。总的来说该实时框架为 所述硬件驱动器提供了用于分优先级的和嵌套的中断的工具，并基于 系统定时器为应用1310提供了任务分配机制。提供了对数据在这些任 务之间进行排队和提供对共享数据的访问的互斥的工具。在一个实施 例中，下面的主要的中断和定时器任务对应用1310是可见的。 串口中断T-BUS数据链路层1 324被适当地实现在发送 和接收中断中。被完全汇编的和错误检验过的消息的队列被提供给T -BUS命令解码器与执行模块1 326。 反馈回路反馈回路1 348被实现在定时器任务中。在一 个实施例中，该任务以大约300Hz的频率被执行，但是对本领域的技 术人员而言显而易见的是，也可以考虑其它频率。动态目标计算任务(DTCT) : DTCT是被配置为执行动态目标计算和温度补偿模块的定时器任务。在一个实施例中，该任务以大 约50Hz的频率被执行，但是对本领域的技术人员而言显而易见的是， 可以考虑其它频率。后台任务T-BUS命令解码器与执行模块1 326和模块的 颜色支持集在后台任务中执行。后台任务使用未被其它任务使用的处 理器时间尽可能快地循环。应用支持任务应用支持模块1 322支持多个提供支持功 能的任务和定时器线程。
数据格式和存储总的来说，配置管理器(参见图24)提供多个用于将持久 值存储到非易失性存储器中和将持久值从其中取出的服务。T-BUS命 令被提供以设置和取回这些值。 每次该固件启动时，该固件将检查该非易失性存储器以确 保该存储器为完整的和可靠的(uncorrupted)。其还会确定该非易失性 存储器格式对于该固件负载而言是否正确。如果这些测试中的任 一 个 确定该非易失性存储器无效，则该固件将利用硬编码的工厂缺省值来 更新该非易失性存储器。通常，这只应当在该非易失性存储器为空时 发生在新的设备上。为此目的的T-BUS命令同样应该被提供。
例7: 根据本发明的一个实施例，可以如下地来定义编码要求的 一个例子
起始码0X00的处理 l,起始码0x00的处理应该取决于已经为该照明设备规定 了的当前DMX模式
a. RGB(红色绿色蓝色)模式
b. RGBA (红色绿色蓝色琥珀色)模式
c. CCT (相关色温)模式
d. 动态RGB模式e.动态CCT模式 f动态xy模式
g. 动态u，v，模式
h. 动态预设置模式 2.在对这些模式的每个的详细说明中，所列出的字节偏 移应该是相对于用于该设备的编程的DMX地址的偏移。 3 .对于这些包括强度渐变时间和/或色度渐变时间的模式 而言，该值应当如下地来解释
a. 该值应当提供合适的以秒为单位的渐变时间。这允许0 至255秒的具有一秒的分辨率的渐变时间。
b. 如果在随后的分组中的渐变时间的值变化，而渐变仍处 于进行中，则渐变定时器应该使用新的值而重新开始。 4.红色、绿色和蓝色的在它们被使用在所述命令中的所 有情况下的CIE xy色度坐标应该为如下(尽管对本领域的技术人员显 而易见的是，可以考虑其它的色度坐标)
红色(x, y )绿色(x， y )蓝色(x, y ) : {0. 640， 0. 330}, {0. 290， 0. 600} ， {0. 1 50, 0. 060} 5.由该光产生模块产生的光的输出色度在每一个RGB输 入规定了相同的强度时应当是该光产生模块的配置参数，所述配置参 数可以利用该配置应用而被设置。 6.在该色度被规定为一组RGB值的所有情况下，该色度 应当被用作到该光产生模块的被独立控制的输出能力的输入。结果，
便维持规:的色度。一 因此，;个通道的驱:电流I;出将只是近似于所 提供的输入值。 7.在该画X接口中应当没有允许直接驱动所述输出通道 的能力。
RGB模式 RGB模式数据字节如下
a. 字节含义
b. 0以255步从0%至100%的红色强度1以255步从0%至100%的绿色强度 2以255步从0%至100%的蓝色强度
RGBA模式数据字节如下 字节含义
0以255步从0%至100%的红色强度 1以255步从0%至100%的绿色强度 2以255步从0%至100%的蓝色强度 3琥珀色-值被忽略，仅仅为后向兼容性而被接受
xy模式数据字节如下 字节含义
0以255步从0%至100%的x值 1以255步从0 %至100 %的y值 2以255步从0%至100%的强度
CCT模式 1. CCT模式数据字节如下
a. 字节含义
b. 0以K为单位的CCT，其按如下所规定的被编码，以255 步；
c. 1以255步从0%至100%的强度。 2. CCT的编码应当按照公式[强度=1， 000, 000/CCT-154 ] 进行，该编码将允许CCT处于6500K至2439K的范围内。注意，这可以在光产生模块的支持CCT的范围之外，在这 种情况下，应当显示该光产生模块适当支持的最大或最小CCT。
动态RGB模式 1.动态RGB模式数据字节如下 a. 字节含义d.
RGBA模式
a.b.c.d.
xy模式
a.b.c.d.b.0 = 0x00 -动态RGB模式C.1以255步从0%至100%的红色强度d.2以255步从0%至100%的绿色强度6.3以255步从0%至100%的蓝色强度f.4未使用g.5以255步从0%至100%的主强度h.6强度渐变时间
i 7色度渐变时间2,每个通道的输出的强度应当通过每个通道的个别强度
乘以主强度来计算。
3如果RGB值选择了超过光产生模块的显示能力的色度，
那么应当减小该色度的纯度直到所产生的色度能够被显示。动态CCT模式1动态CCT模式数据字节如下a.字节含义b.0 = 0x01 -动态CCT才莫式c.1 CCT-高位字节d.2 CCT-低位字节c.3未使用f.4未使用g.5以255步从0%至100%的强度h.6强度渐变时间
i，7 CCT渐变时间2该CCT值应当以1至65279范围内的mirek来存储。
注意，这所允许的色温的范围是15. 32K至1, 000， 000K。 3.如果所选择的CCT超出该光产生模块支持的CCT的范 围，则应当显示该光产生模块适当支持的最大或最小CCT。
动态xy模式 1.动态xy模式数据字节如下 a. 字节含义b. 0= 0x02 -动态xy模式
c. 1 x -高位字节
d. 2 x-低位字节
e. 3 y -高位字节
f. 4 y-低位字节
g. 5以255步从0%至100%的强度
h. 6强度渐变时间
i. 7色度渐变时间 2.每个xy色点的坐标都应当以具有下面的限制的固定格 式来存储0x000 = 0.000; 0xFE9 = 1. 000 3.如果xy坐标选择了超过光产生模块的显示能力的色度， 那么应当减小该色度的纯度直到所产生的色度能够被显示。
动态u，v，模式 1.动态u，v，模式数据字节如下
a. 字节含义
b. 0 = 0x03-动态xy模式
c. 1 u'-高位字节
d. 2 u'-低位字节
e. 3 v，-高位字节
f. 4 v，-低位字节
g. 5以255步从0%至100%的强度
h. 6强度渐变时间
i. 7色度渐变时间 2.每个u，v，色点的坐标应当以具有下面的限制的固定格 式来存储0x000 = 0.000; 0xFE9 = 1. 000。 3.如果u，v，坐标选择了超过光产生模块的显示能力的色 度，那么应当减小该色度的纯度直到所产生的色度能够被显示。
动态预设置模式 1.动态预设置模式数据字节如下 a. 字节含义
61b.00x04 =动态预设置模式c.1预设置Id ( 1 - 32 )d.2同步计数器高位字节6.3同步计数器低位字节f.4未使用
g-5以255步从0%至100%的主强度h.6未使用i.7未使用 2.该同步计数器用于按照以下要求建立重复信号以供所 述照明设备使用来同步动态预设置的显示
a. 该同步计数器应当每30秒就被该控制器递增；
b. 当该同步计数器达到50， 000时，其应当被重置为O。
性能要求 1.函X接口应当能够以所规定的最大到达速率来接收DMX 分组，即
a. 数据速率=250K bps;
b. 最小分组发送速率=1096 m s/每分组 2. DMX接口应当能够以44. 115Hz速率来处理DMX分组。 这是完整大小的DMX分组的最大到达速率。 3.以超过该最大处理速率的速率达到的分组可能被该DMX 接口丢弃。 4.如果分组比最大处理速率更快地到达，那么接口应当 处理至少该最大处理速率所要求的数量的分组，并可以丢弃过量的包。
配置应用要求需要使用专有协议-总线协议来与该设备机进行通信的 配置程序。 为了支持函X固件的目的，该应用应当能够设置下面的 匿X参数。 1. DMX地址输入1 - 512范围内的DMX地址。 2. DMX工作模式选择下面的工作模式之一a. RGB
b. RGBA
c. CCT
d. 动态的。当动态模式被选择时，所述数据本身被用来选 择使用哪种动态模式。
3.预设置编辑该预设置并将其下载到该光产生模块中。
4. RGB10(T/。色度当使用所述RGB模式中的任何一个来 选择该色度时，该输出的精确色度在所有RGB通道都具有相等的输入 值时应当可以从下面的选项(尽管对本领域的技术人员而言显而易见 的是，可以考虑其它相关色温或色度)中被选择
a. 3000K
b. 4000K
c. 6500K
d. 产生该光产生模块的最高流明输出的色度。 本发明的以上实施例是示例性的并可以以许多种方式加 以改变。这样的当前和未来的变型不应被认为偏离本发明的精神和范 围，并且所有这样的对本领域的技术人员而言显而易见的改动应该被 包括在下面的权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种用于响应于外部输入而控制从一个或多个发光元件中光的产生的系统，该系统包括控制接口模块，其被配置为接收外部输入和根据预定的内部控制协议来转换所述外部输入；以及光产生模块，其被可通信地连接到所述控制接口模块，并且被可操作地连接到所述一个或多个发光元件以便根据所述被转换的输入来控制所述一个或多个发光元件。
2. 根据权利要求1中所述的系统，其中，所述控制接口模块为可互 换的或者可互换地适于当所述控制接口模块根据两个或两个以上的外 部控制协议任意之一被配置时接收外部输入，和根据相同的所述预定 控制协议来转换所述外部输入。
3. 根据权利要求1中所述的系统，其中，所述外部输入定义了将根 据其来控制光产生的预设置。
4. 根据权利要求3中所述的系统，其中，所述控制接口模块被配置 为自动检测所述夕卜部控制协议的改变并响应于所述改变而实现相应的 协议转换。
5. 根据权利要求l中所述的系统，该系统包括用于通过一个或多个 发光元件来提供通常的照明的控制系统。
6. 根据权利要求1中所述的系统，其中，所述控制接口模块被配置 为通过DALI接口、 DMX接口、手动接口和专有协议接口中的一个或多个 来接收所述外部输入，并根据所述预定的内部控制协议转换所述外部 输入。
7. 根据权利要求1中所述的系统，其中，该系统进一步包括反馈系 统，所述反馈系统被配置为将 一 个或多个表示该系统的工作条件的反 馈信号传递给所述光产生模块，所述光产生模块被进一步配置为响应 于所述一个或多个反馈信号而调整从所述一个或多个发光元件中的光的产生。
8. 根据权利要求7中所述的系统，其中，所述一个或多个反馈信号 包括一个或多个表示所述一个或多个发光元件的光输出的光反馈信
9. 根据权利要求7中所述的系统，其中，所述一个或多个反馈信号 包括一个或多个表示所述一个或多个发光元件的工作温度的热反馈信
10. 根据权利要求8中所述的系统，其中，所述一个或多个反馈信 号进一步包括一个或多个热反馈信号，所述一个或多个热反馈信号表 示被配置为提供所述一 个或多个光反馈信号的光传感元件的工作温 度，所述一 个或多个热反馈信号由此允许调整所述光产生模块对所述 一个或多个光反馈信号的响应。
11. 根据权利要求l中所述的系统，该系统用于控制从照明系统中 多个照明模块的 一个或多个发光元件中光的产生，每个照明模块都包 括相应的光产生模块，该系统进一步包括主控制模块，所述主控制模 块被配置为通过一个或多个相应的控制接口模块和公用控制接口模块 将所述外部输入提供给每个所述相应的光产生模块。
12. 根据权利要求l中所述的系统，该系统进一步包括输入/输出 模块，通过该输入/输出模块将所述外部输入提供给所述控制接口模 块。
13. —种用于响应于外部输入而控制从一个或多个发光元件中光 的产生的方法，该方法包括步骤接收所述外部输入；根据预定的内部控制协议来转换所述外部输入；以及 根据所述被转换的输入来控制从所述 一 个或多个发光元件中 的光的产生。
14. 根据权利要求13中所述的方法，所述接收步骤包括通过两个 或更多外部输入接口任意之一来接收所述外部输入，该方法进一步包 括步骤在所述转换步骤之前，识别从所述两个或更多外部输入接口 中的哪一个中接收到了所述外部输入，并相应地转换所述外部输入。
15. 根据权利要求14中所述的方法，其中，所述识别步骤自动地 通过被可操作地耦合到所述两个或更多外部输入接口的计算模块而被 实现。
16. 根据权利要求15中所述的方法，其中，所述识别步骤包括识 别所述外部输入不是通过所述两个或更多外部输入接口中的当前外部 输入接口接收的情况，并响应于所述情况而自动地切换到所述两个或更多外部输入接口中的另外一个外部输入接口 。
17. 根据权利要求16中所述的方法，其中，所述情况由预定的时 间延迟来定义。
18. —种照明系统，包括 外部输入模块；以及一个或多个照明模块，每个照明模块都包括一个或多个发光元件 模块和从属控制单元，所述从属控制单元被可操作地耦合到所述一个 或多个发光元件模块以便驱动所述一个或多个发光元件模块；每个所述从属控制单元都被可通信地连接到所述外部输入模块以通过控制接口从所述外部输入模块中接收外部输入；所述控制接口被配置为根据可被所述从属控制单元操作的预定内 部控制协议来转换所述外部输入，以根据所述外部输入来驱动所述一 个或多个发光元件模块。
19. 根据权利要求18中所述的照明系统，其中，所述外部输入定义了公用的或者各自的预设置，所述一个或多个照明模块中每一个的 所述一个或多个发光元件模块都将根据所述预设置而被驱动。
20. 根据权利要求18中所述的照明系统，其中，所述外部输入模 块包括主控制模块。
21. 根据权利要求18中所述的照明系统，其中，所述外部输入模 块包括远程I/0模块和集成I/0模块的一个或多个。
22. 根据权利要求18中所述的照明系统，其中，所述外部输入模 块选自包括了以下各项的组DMX控制器、DALI控制器、手动输入接口 和专有控制器。
23. 根据权利要求18中所述的照明系统，其中，每个所述从属控 制单元包括控制接口模块，其被配置为提供所述控制接口；和光产 生模块，其被可操作地耦合到所述控制接口模块，以便根据所述被转 换的输入来驱动所述一个或多个被可操作地耦合到所述光产生模块的 发光元件模块。
24. 根据权利要求18中所述的照明系统，其中，所述控制接口为 可互换的或者可互换地适于在当所述控制接口根据两个或更多外部控 制协议任意之一而被配置时来接收所述外部输入，和根据相同的所述 预定控制协议来转换所述外部输入。
25.根据权利要求18中所述的照明系统，其中，所述从属控制单元被配置为在当所述从属控制单元根据两个或更多外部控制协议任意 之 一 而被配置时接收所述外部输入，自动地检测所述两个或更多外部 控制协议中的哪一个正在被使用，并相应地转换所述外部输入。
全文摘要
说明了一种用于控制照明的系统和方法。总的来说，所述系统和方法可以用于响应于外部输入而控制从照明系统之内的一个或多个照明设备中光的产生。该控制系统通常包括控制接口模块和光产生模块。所述控制接口模块被配置为接收所述外部输入并根据预定的内部控制协议来转换所述外部输入。所述光产生模块被可通信地连接到所述控制接口模块以接收所述被转换的输入，并被可操作地连接到所述一个或多个发光元件模块以便根据所述被转换的输入来控制所述一个或多个发光元件的光的产生。在一个例子中，所述光产生模块要么为可互换的，要么为可互换地适于根据两个或两个以上控制协议之一来接收所述外部输入。
文档编号H05B33/08GK101558688SQ200780046075
公开日2009年10月14日 申请日期2007年12月12日 优先权日2006年12月12日
发明者B·毕尔贾克, D·L·B·史密斯, S·P·罗宾逊, S·波利 申请人:Tir科技公司