帶亮度自調(diào)節(jié)的照明裝置及其自調(diào)節(jié)方法
【專利說明】帶亮度自調(diào)節(jié)的照明裝置及其自調(diào)節(jié)方法
[0001]本發(fā)明總體上涉及帶亮度控制的照明器材并且涉及亮度控制的方法。
[0002]更具體的是，本發(fā)明涉及配備有帶亮度控制(“自動調(diào)光器”)的電子鎮(zhèn)流器的照明裝置，亮度控制基于用于控制亮度參考值(“設(shè)定值”)的自校準(zhǔn)算法或自調(diào)節(jié)算法。
[0003]帶自動亮度調(diào)節(jié)的照明裝置包括光源(熒光燈、LED光源，等等)、帶亮度控制的電子鎮(zhèn)流器(所謂的“可調(diào)光鎮(zhèn)流器”)、用于檢測被照亮物體反射的亮度的傳感器和反饋電子電路，該反饋電子電路通過使用由所述傳感器檢測到的光和預(yù)先選定的亮度設(shè)定值之間的差異產(chǎn)生的誤差信號來控制可調(diào)光的鎮(zhèn)流器。
[0004]所述已知的照明裝置的主要缺點(diǎn)包括定義所述亮度設(shè)定值的難度。
[0005]根據(jù)另一個已知的技術(shù)方案，提供了具有對應(yīng)亮度傳感器放置的可調(diào)節(jié)孔徑的照明裝置，然而，很難使用所述方案并且在任何情況下進(jìn)行校準(zhǔn)相位總是非常復(fù)雜的。
[0006]為了調(diào)節(jié)亮度，提供了具有遠(yuǎn)程控制裝置或調(diào)節(jié)旋鈕的其他照明裝置，然而，特別是當(dāng)安裝了大量的照明器材時，即使是上述方案也是不可行的。
[0007]因此，本發(fā)明的主要目標(biāo)是消除以上所提及的現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，并且特別是提供帶亮度控制的照明裝置，該亮度控制允許有效地執(zhí)行亮度自調(diào)節(jié)(“自動調(diào)光器”)以及進(jìn)行亮度設(shè)定值的自校準(zhǔn)。
[0008]本發(fā)明的另一個目標(biāo)是提供帶亮度控制的照明器具，該亮度控制能夠在保持環(huán)境中的光的恒定的同時，在環(huán)境光的基礎(chǔ)上調(diào)整發(fā)出的光。
[0009]本發(fā)明的另一個目標(biāo)是提供帶亮度控制的照明器具以及節(jié)省電能的另一個優(yōu)點(diǎn)，該亮度控制在自然光在環(huán)境中傳播時，允許自動地減少發(fā)出的光。
[0010]本發(fā)明的又一個目標(biāo)是提供帶亮度控制的照明器具以及提供其亮度自調(diào)節(jié)的方法，該照明器具容易且經(jīng)濟(jì)地制造，而不使用復(fù)雜和/或昂貴的技術(shù)。
[0011]這些和其他目標(biāo)由根據(jù)所附權(quán)利要求1所述的帶亮度控制的照明裝置和由根據(jù)所附權(quán)利要求3所述的亮度控制的方法來實(shí)現(xiàn)。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，以上提及的照明裝置和方法的其它技術(shù)特征包括在從屬權(quán)利要求中。
[0013]有利的是，根據(jù)本發(fā)明的照明設(shè)備配備有含亮度自調(diào)節(jié)(自動調(diào)光器)和亮度設(shè)定值的自校準(zhǔn)的電子鎮(zhèn)流器，并且該照明設(shè)備還具有:
[0014]環(huán)境光傳感器和用于自動調(diào)整發(fā)出的光的控制電路，該控制電路能夠在保持環(huán)境內(nèi)部的光的恒定時基于環(huán)境的光調(diào)節(jié)所述發(fā)出的光，以便于當(dāng)自然光在環(huán)境中傳播時，自動地減少發(fā)出的光，從而在電力消耗方面實(shí)現(xiàn)相當(dāng)可觀的節(jié)?。?br>[0015]用于控制所述光傳感器的自校準(zhǔn)系統(tǒng)，該自校準(zhǔn)系統(tǒng)基于能夠使照明器具的亮度適應(yīng)環(huán)境中的自然光的強(qiáng)度的自適應(yīng)算法。
[0016]從以下關(guān)于優(yōu)選的實(shí)施方式而不是獨(dú)有的實(shí)施方式所進(jìn)行的對根據(jù)本發(fā)明的帶亮度控制的照明裝置的描述以及根據(jù)附圖，本發(fā)明的其他目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)將變得清晰，其中:
[0017]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的帶亮度控制的整個照明裝置的框圖；
[0018]圖2示出了表示根據(jù)本發(fā)明的照明裝置的操作的時序圖；
[0019]圖3示出了用于測量光和用于控制光的亮度的電子電路的優(yōu)選實(shí)施例的簡圖，該電子電路被用在根據(jù)本發(fā)明的照明裝置中。
[0020]特別參考以上提及的圖1，帶亮度控制的照明裝置10包括功率控制器11，該功率控制器11依次包括連接到電源15(230伏特)的可調(diào)光的電源12和計量電路13。
[0021]功率控制器11控制光傳感器或亮度傳感器14和發(fā)出光18的光源17 (LED類型光源或熒光光源)的可調(diào)光電源12，該光傳感器或亮度傳感器14能夠測量從環(huán)境中的參考表面(諸如地面)散射的光16。
[0022]—旦安裝了功率控制器11，其激活光傳感器14的自動自校準(zhǔn)，其允許傳感器14適應(yīng)放置該同一個傳感器14的環(huán)境中傳播的光。
[0023]傳感器14測量從地面和其它被照射的物體反射的光16并且根據(jù)所述測量進(jìn)行光調(diào)節(jié)，即，通過保持反射光16的總量恒定，該反射光16的總量其構(gòu)成包括由從照明裝置10的光源17投射到地面上的光與在環(huán)境中傳播的及例如來自窗戶和天窗的自然光的總和。
[0024]明顯的是，保持所述反射光16的總和恒定相當(dāng)于當(dāng)環(huán)境光增加時，自動減少從光源17發(fā)出的光。
[0025]反射光16取決于許多物理參數(shù)和幾何學(xué)參數(shù)，諸如被照射的表面的反射系數(shù)、其幾何形狀、距照明裝置10的距離、各種具有不均勻特征的物體的存在。
[0026]因此，實(shí)際上不可能對包含在照明裝置10中的反射光計量傳感器14進(jìn)行默認(rèn)設(shè)置；實(shí)際上，對于任何不同的安裝條件需要執(zhí)行新的校準(zhǔn)。
[0027]這樣的校準(zhǔn)所述設(shè)備的方法仍然通過對反射光傳感器14的手動調(diào)節(jié)來執(zhí)行，該反射光傳感器的手動調(diào)節(jié)必須由專門的人員通過在光學(xué)膜片上或合適的電位計上操作并且通過同時使用特定的測量裝置測量光來實(shí)現(xiàn)。
[0028]然而，所述校準(zhǔn)相位有至少兩個缺點(diǎn)，因為這是一個繁瑣的過程并且不容易實(shí)現(xiàn)而且因為環(huán)境幾何構(gòu)造中的僅微小的變化就能夠顯著改變校準(zhǔn)；例如，如果在使用褐色的桌子完成校準(zhǔn)之后，再使用白色的桌子代替褐色的桌子，校準(zhǔn)則被改變使得照明裝置幾乎不再產(chǎn)生更多的光，因為其(根據(jù)舊的校準(zhǔn)相位)認(rèn)為提供了大量外部光源(由于顏色由暗變亮的桌子的反射系數(shù)的大幅增加)。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的照明裝置10具有連續(xù)的自調(diào)整或自調(diào)節(jié)，因此該照明裝置10自適應(yīng)于光源17被安裝的變化的環(huán)境條件。
[0030]新功能允許使照明裝置10通用，從而允許對自動可調(diào)光的光源17的使用而不同于現(xiàn)有技術(shù)的狀態(tài)。
[0031]功率調(diào)節(jié)器11，好處是，其在安裝之后立即進(jìn)行適應(yīng)性的校準(zhǔn)、測量安裝其的環(huán)境中的光反射條件并且其能夠估計從光源17發(fā)出的光和環(huán)境中的自然光的正確混合；隨著時間的推移所述估計逐漸變得更加精確并且自動地適應(yīng)環(huán)境的幾何變化。
[0032]通過測量從被照射的區(qū)域反射的光16而發(fā)生亮度的自調(diào)整過程。
[0033]特別是，當(dāng)環(huán)境中沒有外部光傳播(在夜晚或當(dāng)窗戶關(guān)閉時)且照明裝置10并非處于全功率時，從地面反射的光16正好是用戶所期望的光；實(shí)際上，照明系統(tǒng)被設(shè)計為在沒有來自外界的自然光的情況下提供適當(dāng)?shù)沫h(huán)境照度。
[0034]因此，用于進(jìn)行校準(zhǔn)的參考條件正好是對應(yīng)于沒有自然光且使用以全功率操作的照明裝置10的條件。
[0035]根據(jù)本發(fā)明，只要照明裝置10被安裝并被打開，光源17就被以最大光強(qiáng)度驅(qū)動。
[0036]在初始的光穩(wěn)定時間Tl之后(如果光源17是LED，初始的光穩(wěn)定時間Tl大約是I分鐘，如果光源17是熒光光源，初始的光穩(wěn)定時間Tl大約是10分鐘)，設(shè)備11借助內(nèi)置的亮度傳感器14測量從地面反射的光16并且將所測量的亮度值賦給預(yù)先選定的亮度設(shè)定值。
[0037]當(dāng)環(huán)境中沒有自然光傳播時，如果上述條件發(fā)生，則設(shè)定值已經(jīng)是合適的值并且功率調(diào)節(jié)器11已經(jīng)通過自身和利用單次讀取來確定正確的校準(zhǔn)值。
[0038]然后，設(shè)備11可以調(diào)節(jié)光以便保持反射光16的恒定；因此，如果自然光增加，功率自動地降低，以便于扣除由光源17提供的等于在環(huán)境中傳播的自然光的量的人造光。
[0039]進(jìn)行調(diào)節(jié)直到達(dá)到亮度的最小可能的值。相反地，如果在Tl之后，當(dāng)亮度的第一測量被執(zhí)行并且第一設(shè)定值被分配以及自然光在環(huán)境中傳播時，設(shè)備11總是分配所檢測的設(shè)定值，但提供了所述值的錯誤的定位。
[0040]在這種情況下，只有進(jìn)一步增加自然光可能降低光源17的亮度，該光源17將繼續(xù)發(fā)出小于或等于在Tl時間已經(jīng)檢測到的自然光的值的全部自然光的值的最大功率的最大亮度。
[0041]此外，每個操作周期T2 (例如，T2 =大約60分鐘)，設(shè)備11進(jìn)行新的設(shè)定值校準(zhǔn)。
[0042]特別是，為了進(jìn)行新的校準(zhǔn)，設(shè)備11具有最大的功率并且檢測反射光16 ;如果檢測到的值小于存儲的設(shè)定值的值，則新的設(shè)定值被認(rèn)為是等于檢測到的值，否則舊的設(shè)定值被認(rèn)為是正確的設(shè)定值。
[0043]實(shí)際上，當(dāng)光源17發(fā)出最大功率時，如果檢測到舊設(shè)定值的較小值，則自然光的量按照先前的測量而減少或反射條件被改變；在兩種情況中，對于獲得適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，需要使用最接近于理想設(shè)定值的新檢測的值，并且然后用新值代替舊值。
[0044]設(shè)備11大約每小時一次(每時間T2)自動地執(zhí)行上述過程，并且當(dāng)重校準(zhǔn)在環(huán)境中沒有自然光傳播下發(fā)生時，實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)。
[0045]照明裝置10能夠根據(jù)最新的預(yù)先選定的設(shè)定值，自調(diào)節(jié)一次重校準(zhǔn)和下一次重校準(zhǔn)之間的亮度，因此，當(dāng)自然光在環(huán)境中傳播時，光源17的功率減少一定的量，從而具有低的光工作條件。
[0046]在每次重校準(zhǔn)(每時間T2)，功率必須恢復(fù)到最大值以允許適當(dāng)?shù)男?zhǔn)；在任何情況下，為了隱藏用戶的重校準(zhǔn)相位(亮度突然增加期間)，亮度18根據(jù)以恒定斜率和具有等于T3 (略多于I分鐘)的最大周期的線性斜坡，從當(dāng)前值緩慢地增加到最大值，而且在測量全功率的亮度之后，通過使用恒定斜率和具有T4周期的第二線性斜坡，自調(diào)節(jié)的正確的值被恢復(fù)。
[0047]附圖2的框圖示出了從光源17發(fā)出的光的功率的趨勢和反射光16的測量值趨勢；示出了時間T1、T2，1、Τ2，2、Τ3、Τ4，光源17的最大功率和在時