專利名稱：照明系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般來說涉及照明系統(tǒng)，更加具體地說涉及包括按照陣列 安排的多個(gè)光源的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
例如在WO- 2004 / 094896中公開了這樣一個(gè)系統(tǒng)的例子，這里的 光源是瓦形的。這個(gè)系統(tǒng)包括多個(gè)發(fā)光二極管，發(fā)光二極管是沿著房 間的天花板或墻壁或地板安排的?？梢钥刂泼總€(gè)發(fā)光二極管，以使它 的光輸出強(qiáng)度和顏色都可以設(shè)定為在預(yù)定范圍內(nèi)的期望值。在房間的 某一位置，多個(gè)發(fā)光二極管中的若干發(fā)光二極管(不一定是全部)都 影響照明。通過一個(gè)公共的控制器來控制發(fā)光二極管，例如以便在這 個(gè)房間內(nèi)達(dá)到某種期望的照明效果，例如彩色條帶的圖形。為了實(shí)現(xiàn) 這個(gè)效果，控制器為每個(gè)單個(gè)光源，甚至于為光源的每個(gè)單獨(dú)的發(fā)光 二極管，計(jì)算并產(chǎn)生各個(gè)控制信號(hào)。這樣的各個(gè)控制信號(hào)取決于單個(gè) 光源在陣列中的位置。
在所述文獻(xiàn)的系統(tǒng)中，各個(gè)光源的位置被認(rèn)為是已知的。然而， 文獻(xiàn)并沒有公開有關(guān)各個(gè)光源位置的信息是如何獲得的。獲得這種信 息的一種辦法實(shí)際上是測(cè)量每個(gè)光源的三維空間坐標(biāo)，并將這些空間 坐標(biāo)輸入到控制器或相關(guān)的存儲(chǔ)器。但這是相當(dāng)麻煩費(fèi)時(shí)的工作，尤 其是在下面情況下更是如此將光源安排成隨機(jī)圖形而不是規(guī)則陣列， 以致一旦已經(jīng)測(cè)量了幾個(gè)光源的空間坐標(biāo)，就不可能簡(jiǎn)單地計(jì)算其余 光源的空間坐標(biāo)。進(jìn)一步地，如果任何理由改變了一個(gè)或多個(gè)光源的 位置，則必須重復(fù)進(jìn)行測(cè)量過程。

發(fā)明內(nèi)容
如果控制器能夠自動(dòng)確定光源的各個(gè)位置，那將是有益的。 為了尋址每個(gè)單獨(dú)光源并發(fā)送各個(gè)控制信號(hào)到單獨(dú)光源，在控制
器和每個(gè)光源之間提供單獨(dú)通信路徑在原理上是可行的。但這卻是非 常不切合實(shí)際的，尤其是從在金屬導(dǎo)線的情況下靠近控制器的大量通信路徑占據(jù)了這個(gè)空間的觀點(diǎn)看更是如此。因此，更加有益的是，如 果系統(tǒng)包括從控制器到一個(gè)光源的一個(gè)通信路徑，而另外的光源是直 接耦合或者是通過一個(gè)或多個(gè)另外的光源耦合到這樣一個(gè)光源?？刂?信號(hào)設(shè)有一個(gè)與某個(gè)光源對(duì)應(yīng)的地址代碼。所有的光源都接收這個(gè)控 制信號(hào)，但只有具有正確地址的一個(gè)光源發(fā)生響應(yīng)。于是，每個(gè)光源 (除了第一個(gè)光源)總是耦合到另外的光源，它通過一個(gè)通信線路從 另外的光源接收控制信號(hào)。按照本發(fā)明，從通信線路的長(zhǎng)度和方向就 可以計(jì)算出這兩個(gè)光源之間的距離。最終，用這種方式就可以確定整 個(gè)陣列的拓樸。
本發(fā)明使用這種觀點(diǎn)提供了上述的系統(tǒng)，其中將光源設(shè)計(jì)成計(jì)算 通信線路對(duì)于相鄰光源的長(zhǎng)度和方向，并且將這個(gè)信息通信給控制器。 在初始化階段，例如當(dāng)系統(tǒng)接通時(shí)，控制器接收這個(gè)信息并計(jì)算光源 彼此相對(duì)的相對(duì)位置。
在從屬權(quán)利要求中將提及另外的有益細(xì)節(jié)。


通過以下參考附圖對(duì)一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的描述，進(jìn)一步說明 本發(fā)明的這些和其它方面、特征、和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中相同的參考數(shù)字
代表相同或相似的部件，其中
圖l是示意地表示一個(gè)照明系統(tǒng)的方塊圖2A-B是具有照明系統(tǒng)的房間的示意剖面圖3示意地表示一個(gè)光源單元；
圖4是一個(gè)光源單元外殼的示意平面圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示意地表示一個(gè)照明系統(tǒng)1的方塊圖，照明系統(tǒng)1包括多個(gè) 光源單元IO。圖中表示的是這些光源單元中的3個(gè)，通過附加字母A、 B、 C來進(jìn)行區(qū)別。每個(gè)光源單元10包括一個(gè)實(shí)際的光源12和一個(gè)單 元控制器ll，在圖1中也用附加字母A、 B、 C來區(qū)分，光源12具體來 說實(shí)施為發(fā)光二極管。系統(tǒng)1進(jìn)一步包括一個(gè)中央控制器20，也表示 為系統(tǒng)控制器，系統(tǒng)控制器20與單元控制器11通信。系統(tǒng)控制器20 產(chǎn)生控制信號(hào)Sc，這個(gè)控制信號(hào)由所有的單元控制器ll接收。期望包
6含有關(guān)希望顏色和亮度(magnitude)的數(shù)據(jù)的控制信號(hào)Sc只對(duì)光源 單元10中的一個(gè)光源單元有用。為此，控制信號(hào)還要包括與希望接收 的光源單元有關(guān)的地址數(shù)據(jù)，這樣的控制信號(hào)表示為"尋址的，，控制 信號(hào)。假定期望控制信號(hào)Sc只用于第三光源單元IOC，這種情況下的 尋址控制信號(hào)Sc將寫為Sc(C)。
系統(tǒng)1包括一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)30，用于分配尋址控制信號(hào)給單元控制 器ll。通信網(wǎng)絡(luò)30包括第一通信線路31，第一通信線路31在系統(tǒng)控 制器20和第一光源單元IOA之間。通信網(wǎng)絡(luò)30包4舌第二通信線路32， 第二通信線路32在第一光源單元10A和第二光源單元10B之間。通信 網(wǎng)絡(luò)30可以包括一個(gè)或多個(gè)通信線路，它們將第一光源單元IOA耦合 到一個(gè)或多個(gè)另外的光源單元，但這種情況在圖中沒有表示出來。通 信網(wǎng)絡(luò)30包括笫三通信線路33，第三通信線路33在第二光源單元10B 和第三光源單元10C之間。通信網(wǎng)絡(luò)30可以包括一個(gè)或多個(gè)通信線路， 它們將第二光源單元10B耦合到一個(gè)或多個(gè)另外的光源單元，但這種 情況在圖中沒有表示出來。通信網(wǎng)絡(luò)30包括第四通信線路34，第四通 信線路34在第三光源單元IOC和下一個(gè)光源單元(未示出)之間。通 信網(wǎng)絡(luò)30可以包括一個(gè)或多個(gè)通信線路，它們將第三光源單元IOC耦 合到一個(gè)或多個(gè)另外的光源單元，但這種情況在圖中沒有表示出來。
控制信號(hào)Sc由所有的單元控制器接收，實(shí)際上控制信號(hào)Sc通過 第一通信線路31從系統(tǒng)控制器20運(yùn)行到第一光源單元IOA，通過第二 通信線路32從第一光源單元IOA運(yùn)行到第二光源單元IOB，并且通過 第三通信線路33從第二光源單元10B運(yùn)行到第三光源單元IOC。每個(gè) 單元控制器檢查控制信號(hào)的地址數(shù)據(jù)，看看這個(gè)控制信號(hào)是否是期望 用于這個(gè)單元控制器的，如果不是，該單元控制器不起作用。在此例 中，只有第三單元控制器IIC將要響應(yīng)于控制信號(hào)Sc(C)。
在一個(gè)典型實(shí)施例中，光源12包括3個(gè)顏色相互不同的發(fā)光二極 管(RGB)或4個(gè)顏色相互不同的發(fā)光二極管(RGBW)的組合，因而， 光源12能產(chǎn)生色點(diǎn)可以在色三角中的一個(gè)很大范圍變化并且亮度 (magnitude)可以在很大的范圍內(nèi)變化的光。單元控制器11設(shè)計(jì)成 對(duì)于各個(gè)發(fā)光二極管產(chǎn)生合適的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以便響應(yīng)控制信號(hào)Sc實(shí)現(xiàn) 希望的顏色和亮度(magnitude)，控制信號(hào)Sc包括關(guān)于希望的顏色 和亮度(magnitude)的信息。由于這本身是已知的，在這里省去了發(fā)光二極管控制的更加詳細(xì)的描述。但要注意，光源U可以由多色發(fā)光
二極管組成。此外，為了增加亮度，光源12可能由多個(gè)發(fā)光二極管構(gòu) 成，并且這些發(fā)光二極管可能是并行控制的，但各個(gè)發(fā)光二極管由可 能相互不同的控制信號(hào)進(jìn)行單獨(dú)控制這種情況也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
因而，除了地址數(shù)據(jù)以外，控制信號(hào)還包括驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù) 通知單元控制器如何驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管，驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)與顏色和亮度 (magnitude)有關(guān)。系統(tǒng)控制器20 —方面根據(jù)將要達(dá)到的空間照明 效果、另一方面根據(jù)光源的空間位置產(chǎn)生所述的驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)。為了說明 的目的，在圖2A-2B中表示出一個(gè)簡(jiǎn)單的例子。
圖2A- 2B是具有地板81和天花板82的房間80的示意剖面圖。 照明系統(tǒng)1的光源12A、 12B、 12C安裝在天花板82上。對(duì)于系統(tǒng)控制 器20進(jìn)行編程以實(shí)現(xiàn)地板81的照明，從而使第一區(qū)83基本上是紅色 的，第二區(qū)84基本上是白色的，第三區(qū)基本上是藍(lán)色的。在圖2A中， 3個(gè)光源12A、 12B、 12C與這3個(gè)區(qū)對(duì)齊。因此，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員應(yīng)該清楚，應(yīng)驅(qū)動(dòng)第一光源12A使其產(chǎn)生紅色光，應(yīng)驅(qū)動(dòng)第二光源 12B使其產(chǎn)生白色光，并且應(yīng)驅(qū)動(dòng)第三光源12C使其產(chǎn)生藍(lán)色光。
現(xiàn)在假定重新安排所述的這些光源，從而使第二光源12B與第一 區(qū)83對(duì)齊，第三光源12C與第二區(qū)84對(duì)齊，第一光源12A與第一區(qū) 和第二區(qū)之間的邊界對(duì)齊，如圖2B所示的。在這種情況下，本領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員應(yīng)該清楚，應(yīng)驅(qū)動(dòng)第二光源12B使其產(chǎn)生紅色光，應(yīng)驅(qū) 動(dòng)第三光源12C使其產(chǎn)生白色光，并且應(yīng)驅(qū)動(dòng)第一光源12A使其產(chǎn)生 適合于照明所述的邊界區(qū)的光，這可能意味著，笫一光源12A應(yīng)該產(chǎn) 生淺紅的光(即，具有在紅色和白色之間的色點(diǎn))或者應(yīng)該斷開，視 情況而定。
可以將要達(dá)到的空間照明效果編程到系統(tǒng)控制器20，或者系統(tǒng)控 制器20可以具有輸入端21，用于接收確定空間照明效果的信息。為了 能夠確定每個(gè)單獨(dú)的光源的照明作用，并因此能夠產(chǎn)生各個(gè)的控制信 號(hào)，系統(tǒng)控制器20需要具有確定各個(gè)光源的空間位置的信息。這個(gè)信 息表示為位置信息或坐標(biāo)。
圖1表明系統(tǒng)控制器20與坐標(biāo)存儲(chǔ)器25是相關(guān)聯(lián)的，坐標(biāo)存儲(chǔ) 器25包含光源的位置信息。系統(tǒng)控制器20在坐標(biāo)輸入端22從坐標(biāo)存 儲(chǔ)器25接收位置信息。本發(fā)明的關(guān)鍵方面是如何首先獲得位置信息以便輸入到存儲(chǔ)器25中的問題。
圖3示意地表示光源單元IOA、 IOB、 IOC的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。每個(gè)光源 單元IO有一個(gè)瓦狀(tile-shaped)的外殼40。這個(gè)外殼的該外形不 是必需的，在圖3中所示的外形是正方形，但它也可以是長(zhǎng)方形，三 角形，圓形、或者任何其它合適的形狀。
單元控制器ll安裝在外殼之上或之中的某個(gè)預(yù)定位置。單元控制 器11的準(zhǔn)確位置不是必需的，在圖3中用虛線表示單元控制器11的 一個(gè)可能的位置。
構(gòu)成光源12的一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管安裝在外殼之上或之中的某 些預(yù)定位置。發(fā)光二極管的準(zhǔn)確位置不是必需的，在圖3中用虛線表 示發(fā)光二極管12的一個(gè)可能的位置。要說明的是，在一般情況下，發(fā) 光二極管安裝在相對(duì)于單元控制器11的相對(duì)側(cè)上，因?yàn)槠谕l(fā)光二極 管向房間提供光，而優(yōu)選地在看不見的地方安裝單元控制器11。
要說明的是，將光源12耦合到單元控制器11的將是導(dǎo)體，為方 便起見沒有示出這樣的導(dǎo)體。
每個(gè)外殼40設(shè)有一個(gè)預(yù)定的通信線路，所述通信線路用于耦合在 外殼40上具有預(yù)定位置的設(shè)備41。耦合設(shè)備41是通信線路總要接觸 外殼的設(shè)備。例如參照外殼40A。圖3表明來自系統(tǒng)控制器20的輸 入通信線路31接觸外殼40A的耦合設(shè)備41A，至下一個(gè)外殼40B的輸 出通信線路32從外殼40A的耦合設(shè)備41A引出。
在圖3中，所示的耦合設(shè)備41定位在外殼40的中心，但這并不 是必須的。單元控制器11可以定位在與耦合設(shè)備41相同的位置，但 這并不是必須的。圖3表示出在耦合設(shè)備41和單元控制器11之間有 一定的距離。這就意味著，輸入通信線路31有一個(gè)線路部分31a，線 路部分31a從耦合設(shè)備41延伸到單元控制器11，與通信線路31的主 要部分31b形成一個(gè)角度。于是，耦合設(shè)備41的位置不是必須與輸入 通信線路31結(jié)束的位置相同。例如，在輸入通信線路31是一電纜的 情況下，耦合設(shè)備41可以包括一個(gè)電纜夾具或者類似物，但耦合設(shè)備 41包括一個(gè)電纜連接器也是可能的。
而且，耦合設(shè)備41的設(shè)計(jì)和特性不是必須的。如以上所述，耦合 設(shè)備41可以包括電纜夾具或電纜連接器以便與電纜合作。在光通信的 情況下，因?yàn)橥ㄐ啪€路是通過光學(xué)路徑實(shí)施的，耦合設(shè)備41可以包括光學(xué)傳感器或類似物。在電磁波的情況下，例如無線電波長(zhǎng)的電磁波，
耦合設(shè)備41可以包括一個(gè)天線。
在圖3中，所示的耦合設(shè)備41對(duì)于輸入通信線路31和輸出通信 線路32來說是共用的，但這并不是必須的，因?yàn)橥鈿?0還可能具有 分開的耦合設(shè)備以便用于處在相互不同位置的不同的通信線路。
本發(fā)明的關(guān)鍵特征是每個(gè)通信線路都遵循一條直線，這條直線 在兩個(gè)不同的光源單元10的兩個(gè)外殼40的兩個(gè)耦合設(shè)備之間。在通 信線路是電纜的情況下，這就意味著電纜在拉緊的條件下安裝在兩個(gè) 耦合設(shè)備之間。在重新安排光源單元的情況下，執(zhí)行安裝的人員必須 保證通信線路的拉緊狀態(tài)。不用說，在光通信、無線電通信、等的情 況下，直線條件是自動(dòng)完成的。
本發(fā)明的另一個(gè)關(guān)鍵特征是，每個(gè)光源單元IO都包括方向檢測(cè)裝 置50，用于檢測(cè)通信線路相對(duì)于外殼40的方向。稍后討論這樣一個(gè)方 向檢測(cè)裝置的可能的實(shí)施例。
本發(fā)明的下一個(gè)關(guān)鍵特征是，每個(gè)光源單元io都包括一個(gè)長(zhǎng)度檢 測(cè)裝置60，用于檢測(cè)通信線路的長(zhǎng)度。稍后討論這樣一個(gè)長(zhǎng)度檢測(cè)裝 置的可能的實(shí)施例。
本發(fā)明的下一個(gè)關(guān)鍵特征是，每個(gè)光源單元io都包括一個(gè)處理器 70，用于處理對(duì)應(yīng)的方向檢測(cè)裝置50和長(zhǎng)度檢測(cè)裝置60的檢測(cè)器信 號(hào)，從這些檢測(cè)器信號(hào)計(jì)算方向和距離信號(hào)，向系統(tǒng)控制器20發(fā)送尋 址位置信號(hào)Sj乂及用于識(shí)別發(fā)送器和其鄰居的識(shí)別數(shù)據(jù)，所述的尋址 位置信號(hào)包含計(jì)算的方向和距離信號(hào)?？梢允褂米鳛槠谕慕邮掌?的系統(tǒng)控制器20的地址，通過通信網(wǎng)絡(luò)30完成傳輸，這對(duì)于本領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員應(yīng)該是清楚的。處理器70可以與單元控制器11分開， 然而，處理器70的任務(wù)也可能由單元控制器11完成。
要說明的是，在一般情況下， 一個(gè)物體在空間的位置可用3個(gè)空 間坐標(biāo)來描述，物體的取向可由3個(gè)角坐標(biāo)來描述。然而，如果假定 光源單元安排在一個(gè)公共的平面內(nèi)，例如對(duì)應(yīng)于一個(gè)房間的天花板， 那么，物體的位置就可以用兩個(gè)空間坐標(biāo)來描述。進(jìn)一步假定，每個(gè) 外殼都有一個(gè)與發(fā)光二極管的光軸對(duì)應(yīng)的預(yù)定上/下方向，并且在安
那么，就可以用一個(gè)角坐標(biāo)來描述該取向。進(jìn)而，在相鄰的外殼之間的通信線路在所述的公共平面內(nèi)延伸，或者至少平行于所述的公共平 面延伸。
在下面的說明中，為方便起見，假定第一光源單元10A的位置和 第一外殼40A的取向是已知的。第一處理器70A從笫一方向檢測(cè)裝置 50A和第一長(zhǎng)度檢測(cè)裝置60A接收有關(guān)在第一光源單元10A和第二光源 單元IOB之間的第二通信線路32的檢測(cè)器信號(hào)。從這個(gè)信息，第一處 理器70A計(jì)算第二通信線路32相對(duì)于第一外殼40A的方向和長(zhǎng)度，并 且向系統(tǒng)控制器20發(fā)送包含這個(gè)信息的尋址位置信號(hào)SJ A， B)。系 統(tǒng)控制器20使用這個(gè)信息可以計(jì)算第二外殼40B相對(duì)于第一外殼40A 的位置，并且，由于第一外殼40A的位置和取向是已知的，系統(tǒng)控制 器20就可以計(jì)算第二外殼40B在空間或者至少在房間80的絕對(duì)位置。 要注意的是，還可以計(jì)算第二通信線路32的取向。
第二處理器70B從第二方向檢測(cè)裝置50B接收有關(guān)在第一光源單 元IOA和第二光源單元IOB之間的第二通信線路32的檢測(cè)器信號(hào)。從 這個(gè)信息，第二處理器70B計(jì)算第二通信線路32相對(duì)于第二外殼40B 的方向，并且向系統(tǒng)控制器20發(fā)送包含這個(gè)信息的尋址方向信號(hào)S。 (B)。系統(tǒng)控制器20使用這個(gè)信息能計(jì)算第二外殼40B相對(duì)于第二 通信線路32的取向，并且，由于第二通信線路32的取向是已知的， 系統(tǒng)控制器20能計(jì)算第二外殼40B在空間的或者至少在房間的絕對(duì)取 向。由于系統(tǒng)控制器20還知道在房間80中要實(shí)現(xiàn)的光效果的位置和 取向，于是系統(tǒng)控制器20知道第二光源單元IOB相對(duì)于這個(gè)光效果的 位置和取向。
第二處理器70B從第二方向檢測(cè)裝置50B和第二長(zhǎng)度檢測(cè)裝置60B 接收有關(guān)在第二光源單元10B和第三光源單元10C之間的第三通信線 路33的檢測(cè)器信號(hào)。從這個(gè)信息，第二處理器70B計(jì)算第三通信線路 33相對(duì)于第二外殼40B的方向和長(zhǎng)度，并且向系統(tǒng)控制器20發(fā)送包含 這個(gè)信息的尋址位置信號(hào)SJB, C)。系統(tǒng)控制器20使用這個(gè)信息可 以計(jì)算第三外殼40C相對(duì)于第二外殼40B的位置，并且，由于第二外 殼40B的位置和取向是已知的，系統(tǒng)控制器20就可以計(jì)算第三外殼40C 的絕對(duì)位置。從來自第三處理器70C的方向信號(hào)SD (C)，系統(tǒng)控制器 20就可計(jì)算第三外殼40C的取向。
于是，系統(tǒng)控制器20可以計(jì)算所有光源單元的絕對(duì)位置和取向。系統(tǒng)控制器20使用了來自第一光單元10A的方 向和長(zhǎng)度信息SJA， B)來計(jì)算下一個(gè)光單元10B的位置，并且使用 了來自該下一個(gè)光單元10B的方向信息S。 (B)來計(jì)算它的取向。系統(tǒng) 控制器20還能使用由下一個(gè)光單元10B獲得的長(zhǎng)度信息代替從前一個(gè) 光單元IOA獲得的長(zhǎng)度信息，或者系統(tǒng)控制器20還能使用由下一個(gè)光 單元10B獲得的長(zhǎng)度信息與從前一個(gè)光單元10A獲得的長(zhǎng)度信息一起 取平均。
要說明的是，處理器70的上述操作可以連續(xù)進(jìn)行，但是這種操作 只在一種測(cè)量模式中發(fā)生或者在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)發(fā)生也是可能的。
總之，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員從研究上述說明中應(yīng)該清楚，如果 相關(guān)的通信線路(32、 33、等)的長(zhǎng)度是已知的，以及如果相關(guān)的通 信線路(32、 33、等)相對(duì)于對(duì)應(yīng)的外殼40的取向是已知的，就可以 計(jì)算所有的光源單元10 (即外殼40)的絕對(duì)位置和取向。
圖4是光源單元10的外殼40的示意平面圖，表明方向檢測(cè)裝 置50包括多個(gè)圍繞耦合設(shè)備41安排的線路傳感器51。圖4示出了傳 感器51安排成一個(gè)圓形，但這并不是必須的。在一個(gè)可能的實(shí)施例中， 傳感器51是沿著外殼的周邊安排的。應(yīng)該清楚，傳感器51具有耦合 到以上討論的處理器70的各自的傳感器輸入端的傳感器輸出端，但為 方便起見這在圖中沒有表示出來。由于傳感器51圍繞耦合設(shè)備41安 排，所以耦合到耦合設(shè)備41的通信線路35總是與傳感器51的線路交 叉。在圖4中，通信線路35與一個(gè)傳感器交叉，如HA所示。每一個(gè) 線路傳感器51設(shè)計(jì)成檢測(cè)通信線路的交叉情況，并產(chǎn)生一個(gè)傳感器輸 出信號(hào)，用于表示通信線路是否交叉。于是，傳感器51A將要發(fā)出表 示與通信線路交叉的一個(gè)傳感器信號(hào)，而在圖4中的另外的傳感器將 發(fā)出表示它們沒有與通信線路交叉的傳感器信號(hào)。
每個(gè)傳感器51確定通信線路相對(duì)于耦合設(shè)備41的固定位置的一 個(gè)特定方向，這個(gè)特定方向是由傳感器的特定位置確定的。這個(gè)方向 可以表示為相對(duì)于零度軸52的一個(gè)角度a ,零度軸52與耦合設(shè)備" 相交。零度軸52相對(duì)于外殼40的方向是任意的，然而是固定的和已 知的。
沿角度方向，傳感器51相互之間有一個(gè)角度大小和角度距離，它 們決定了方向測(cè)量的精度。如果傳感器的角度大小和角度距離減小，
12則傳感器的數(shù)目和測(cè)量精度增加，但成本也要增加。
對(duì)于傳感器51來說，幾個(gè)實(shí)施方案都是可能的。在通信線路是攜 帶電信號(hào)的物理導(dǎo)體的情況下，可將傳感器實(shí)施成電容性的傳感器， 電容性的傳感器可以電容性地拾取通信線路的信號(hào)；或者可將傳感器 實(shí)施成電感性的傳感器，電感性的傳感器電感性地拾取通信線路的信 號(hào)。傳感器還可能是機(jī)械式的傳感器，機(jī)械式的傳感器對(duì)于與通信線 路的機(jī)械接觸做出響應(yīng)。傳感器還可以是光學(xué)傳感器，例如光閘，檢 測(cè)原理是基于光信號(hào)的中斷。傳感器還可以是電-機(jī)傳感器，例如射 頻標(biāo)簽，響應(yīng)于通信線路的電磁場(chǎng)。由于上述的傳感器類型的例子本 身都是公知的，同時(shí)本發(fā)明又是可用已知的傳感器實(shí)施的，所以在這 里沒有必要更加細(xì)致地討論傳感器51的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)。
對(duì)于長(zhǎng)度檢測(cè)裝置60有幾個(gè)實(shí)施例是可能的。在一個(gè)可能的實(shí)施 例中，通信線路具有預(yù)定的電阻率(每單位長(zhǎng)度的電阻)，并且長(zhǎng)度 檢測(cè)裝置60包括用于測(cè)量通信線路的電阻的裝置；由此，如果電阻率
已知，則可以計(jì)算出長(zhǎng)度。由于用于測(cè)量電導(dǎo)體的電阻的裝置本身是 已知的，所以沒有必要在這里更加詳細(xì)地討論長(zhǎng)度檢測(cè)裝置60的結(jié)構(gòu) 和設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)。要注意的是，在此例中，長(zhǎng)度檢測(cè)裝置60可以設(shè)計(jì)成 用于測(cè)量通信線路上的電壓和通過通信線路的電流，同時(shí)處理器70可 以設(shè)計(jì)成計(jì)算電阻。進(jìn)一步地，要說明的是，處理器70可以設(shè)計(jì)成向 系統(tǒng)控制器20發(fā)送電阻值，但處理器70還可以計(jì)算長(zhǎng)度，并且還可 以設(shè)計(jì)成發(fā)送長(zhǎng)度值給系統(tǒng)控制器。
在另一個(gè)可能實(shí)施例中，將每個(gè)通信線路都纏繞在一個(gè)巻軸上。 為了與另一個(gè)光源單元連接，從巻軸上拆下這個(gè)通信線路。巻軸纏繞 的匝數(shù)表示巻軸纏繞的線路的長(zhǎng)度。
以上，針對(duì)要達(dá)到的效果就是照明效果這種情況說明了本發(fā)明。 然而，要達(dá)到的效果也可能是畫面的顯示器，在這種情況下在顯示器 中每個(gè)光源具有像素的功能。在常見的顯示器中，將像素安排成行和 列的一個(gè)陣列；與常見的顯示器不同，本發(fā)明允許像素的隨機(jī)分配。
以上，針對(duì)一個(gè)實(shí)施例對(duì)于本發(fā)明進(jìn)行了說明，在這個(gè)實(shí)施例中， 單獨(dú)地尋址每個(gè)光源。系統(tǒng)控制器20知道每個(gè)單獨(dú)光源的位置和取向， 并且知道要達(dá)到的效果，因此系統(tǒng)控制器20就知道每個(gè)單獨(dú)光源的所 需行為，即知道每個(gè)單獨(dú)光源所需的光輸出在上述實(shí)施例中產(chǎn)生單獨(dú)光源的單獨(dú)控制信號(hào)，所述單獨(dú)控制信號(hào)配有地址信息，并且接收 的光源知道要服從哪些控制信號(hào)和忽略哪些控制信號(hào)。然而，關(guān)于單 獨(dú)光源的位置和取向信息也可能通信到這個(gè)光源，從而使這個(gè)光源知 道它在系統(tǒng)中的位置。于是有可能向系統(tǒng)的所有光源發(fā)送有關(guān)系統(tǒng)的 所需行為的控制信息(即確定要達(dá)到的效果的控制信息)，這個(gè)信息
是作為一個(gè)整體發(fā)送的；例如這個(gè)信息可以確定要顯示的圖像。每個(gè) 光源根據(jù)它的位置和取向知道它對(duì)于整個(gè)效果的影響應(yīng)該是什么(即 知道它應(yīng)該顯示顯示器的哪一部分)。每個(gè)光源控制器接收相同的總 信息(確定總圖像)，從這個(gè)總信息導(dǎo)出確定在它的位置所需的顯示 效果的特定信息，并且根據(jù)這個(gè)導(dǎo)出信息為對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管(一個(gè) 或多個(gè))產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)。換言之，還可能向光源的系統(tǒng)發(fā)送一個(gè)圖像， 所有的光源接收相同的信息，同時(shí)每個(gè)光源根據(jù)它在系統(tǒng)中的位置和 取向自動(dòng)地導(dǎo)出正確的驅(qū)動(dòng)信息。這個(gè)實(shí)施例的巨大好處是，有可能 給系統(tǒng)增加元件，而中央控制器不需要為這個(gè)元件規(guī)定地址信息。元 件的數(shù)目可以自由加大，甚至中央控制器不需要知道元件的數(shù)目。
總之，本發(fā)明提供一種照明系統(tǒng)，照明系統(tǒng)包括安排成一個(gè)陣列 的多個(gè)光源單元，每個(gè)光源單元包括至少一個(gè)可控光源和一個(gè)單元控 制器。通信網(wǎng)絡(luò)具有沿相鄰的光源單元之間的 一條直線延伸的通信線 路。公共的系統(tǒng)控制器優(yōu)選地通過所述的通信網(wǎng)絡(luò)為各個(gè)單元控制器 發(fā)出控制信號(hào)，其中考慮各個(gè)單元控制器的位置和取向，以實(shí)現(xiàn)期望的 照照效果。公共的系統(tǒng)控制器能夠自動(dòng)確定光源單元的位置和取向。 為此，光源單元包括用于檢測(cè)通信線路長(zhǎng)度的長(zhǎng)度檢測(cè)裝置和用于檢 測(cè)通信線路的相對(duì)方向的方向檢測(cè)裝置，并且將測(cè)量結(jié)果優(yōu)選通過所 述的通信網(wǎng)絡(luò)通信到公共的系統(tǒng)控制器。
雖然在附圖和以上的描述中詳細(xì)地表示和描述了本發(fā)明，但本領(lǐng) 域的普通技術(shù)人員應(yīng)該清楚，這樣的表示和描述都被認(rèn)為是說明性的 或示例性的，而不是限制性的。本發(fā)明不限于已公開的實(shí)施例，相反， 在所附的權(quán)利要求書中限定的本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)，幾種變化和改進(jìn) 都是可能的。
要說明的是，光源單元需要功率。在一個(gè)可能實(shí)施例中，每個(gè)單 個(gè)光源單元單獨(dú)地連接到市電電源上。然而，系統(tǒng)1包括一個(gè)功率分 配網(wǎng)絡(luò)也是可能的。在一個(gè)可能實(shí)施例中，將通信網(wǎng)絡(luò)30設(shè)計(jì)成可用于分配功率以及控制信號(hào)。這在使用直流電源分配功率同時(shí)控制信號(hào)和測(cè)量信號(hào)是在交流頻段的信號(hào)的情況下能容易地實(shí)現(xiàn)。甚至于在相
當(dāng)?shù)偷念l率范圍使用交流電源分配功率(如50赫茲)、同時(shí)控制信號(hào)和測(cè)量信號(hào)是在遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過50赫茲(例如在千赫茲-兆赫茲范圍)的一個(gè)交流頻段的信號(hào)的情況也是可能的。但是，使用兩個(gè)單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)也是可能的，其中的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)用于分配功率，另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)用于分配控制信號(hào)和測(cè)量信號(hào)。在這種積況下，用于分配功率的通信線路還用于檢測(cè)方向和長(zhǎng)度。在這種情況下，甚至于有可能通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送控制信號(hào)Sc和測(cè)量信號(hào)Sl。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在實(shí)施要求保護(hù)的本發(fā)明的過程中，從研究附圖、公開的說明書、和所附的權(quán)利要求書當(dāng)中可以理解和實(shí)現(xiàn)所公開的實(shí)施例的其它變化。在權(quán)利要求書中，術(shù)語"包括"并不排除其它元件或步驟，不定冠詞"一個(gè)"并不排除多個(gè)。單個(gè)處理器或其它單元可以完成權(quán)利要求書中所列的幾項(xiàng)功能。在相互不同的從屬權(quán)利要求中引用某些措施的事實(shí)并不表示這些措施的組合不能有益地利用。計(jì)算機(jī)程序可以存儲(chǔ)/分配在合適的介質(zhì)上，例如光學(xué)存儲(chǔ)介質(zhì)或固態(tài)介質(zhì)，這些介質(zhì)可與其它的硬件一起提供，或者作為其它硬件的一部分，但計(jì)算機(jī)程序還可以按其它形式分配，例如可經(jīng)過因特網(wǎng)或其它的有線或無線遠(yuǎn)距離通信系統(tǒng)。在權(quán)利要求中的附圖標(biāo)記不應(yīng)該被認(rèn)為是對(duì)范圍的限制。
以上，參考方塊圖說明了本發(fā)明，方塊圖說明了按照本發(fā)明的設(shè)備的功能塊。應(yīng)該理解， 一個(gè)或多個(gè)這樣的功能塊可以用硬件實(shí)施，其中這樣的功能塊的功能是由各個(gè)硬件部件實(shí)施的，但是這些功能塊的一個(gè)或多個(gè)還可能用軟件來實(shí)施，因此這樣的功能塊的功能可通過計(jì)算機(jī)程序的一個(gè)或多個(gè)程序行來實(shí)施，或者通過可編程設(shè)備如微處理器、微控制器、數(shù)字信號(hào)處理器等來實(shí)施。
1權(quán)利要求
1、照明系統(tǒng)(1)，包括-按照陣列安排的多個(gè)光源單元(10)，每個(gè)光源單元(10)包括至少一個(gè)可控光源(10)和一個(gè)用于控制光源的單元控制器(11)；-一個(gè)公共的系統(tǒng)控制器(20)，用于為各個(gè)單元控制器(11)發(fā)出控制信號(hào)(Sc)；-具有通信線路(32、33)的一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)(30)，所述的通信線路沿在相鄰的光源單元(10A、10B、10B、10C)之間的一條直線延伸并且具有在公共的系統(tǒng)控制器(20)和第一光源單元(10A)之間的至少一個(gè)通信線路(31)；其中每個(gè)光源單元(10)包括長(zhǎng)度檢測(cè)裝置(60)，用于檢測(cè)耦合到這個(gè)光源單元的至少一個(gè)通信線路的長(zhǎng)度；其中每個(gè)光源單元(10)包括方向檢測(cè)裝置(50)，用于檢測(cè)耦合到這個(gè)光源單元的至少一個(gè)通信線路的相對(duì)方向；其中每個(gè)光源單元(10)包括一個(gè)處理器(70)，用于接收來自相應(yīng)的長(zhǎng)度檢測(cè)裝置(60)和方向檢測(cè)裝置(50)的輸出信號(hào)，處理器(70)設(shè)計(jì)成從來自相應(yīng)的長(zhǎng)度檢測(cè)裝置(60)的輸出信號(hào)導(dǎo)出代表所述的至少一個(gè)通信線路的長(zhǎng)度的信號(hào)，并將這個(gè)信號(hào)發(fā)送到公共的系統(tǒng)控制器(20)，處理器(70)進(jìn)一步設(shè)計(jì)成從來自相應(yīng)的方向檢測(cè)裝置(50)的輸出信號(hào)導(dǎo)出代表所述的至少一個(gè)通信線路的方向的信號(hào)，并將這個(gè)信號(hào)發(fā)送到公共的系統(tǒng)控制器(20)；其中系統(tǒng)控制器(20)操作以接收來自所有光源單元(10)的處理器(70)的信號(hào)，并且從這里計(jì)算至少一個(gè)特定的光源單元(10)的絕對(duì)位置和取向。
2、 根據(jù)權(quán)利要1所述的照明系統(tǒng)，其中系統(tǒng)控制器(20)操作， 以便計(jì)算其對(duì)于特定光源單元的控制信號(hào)(Sc)，計(jì)算中考慮到這個(gè) 特定光源單元的絕對(duì)位置和取向。
3、 根據(jù)權(quán)利要2所述的照明系統(tǒng)，其中系統(tǒng)控制器(20)操作， 以便將確定期望接收的光源單元的地址信息加到控制信號(hào)(Sc)上， 其中將控制信號(hào)(Sc)與所加的地址信息一起發(fā)送到共用的所有光源 單元上，并且其中只有相關(guān)聯(lián)的地址信息對(duì)應(yīng)于它自已的地址，每個(gè) 光源單元才響應(yīng)所接收的控制信號(hào)(Sc)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng)，其中系統(tǒng)控制器(20)操作， 以便將用于確定要達(dá)到的效果的一個(gè)總控制信號(hào)發(fā)送到共用的所有光 源單元，并且其中每個(gè)單獨(dú)的單元控制器根據(jù)它在系統(tǒng)中的位置和取 向操作，從所接收的總控制信號(hào)中為其相關(guān)聯(lián)的光源導(dǎo)出特定的控制 信息
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng)，其中系統(tǒng)控制器(20)操作， 以便計(jì)算所有光源單元(10)的絕對(duì)位置和取向。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng)，其中處理器(70)通過所述 的通信網(wǎng)絡(luò)(30)的所述通信線路向系統(tǒng)控制器(20)發(fā)送它的信號(hào)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng)，其中系統(tǒng)控制器(20)通過 所述的通信網(wǎng)絡(luò)(30)的所述通信線路向單元控制器(11)發(fā)送它的 控制信號(hào)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng)，其中將通信線路實(shí)施為在兩 個(gè)光源單元之間固定拉緊的導(dǎo)線。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的照明系統(tǒng)，其中長(zhǎng)度檢測(cè)裝置(60)設(shè) 計(jì)成測(cè)量通4言線路的電阻。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng)，其中光源單元包括具有耦 合設(shè)備(")的一個(gè)外殼HO)，耦合設(shè)備Hl)與一條通信線路耦 合，并且其中方向檢測(cè)裝置(50)包括圍繞耦合設(shè)備(41)安排的多 個(gè)線路傳感器(51)，每個(gè)線路傳感器(51)都能夠檢測(cè)通信線路的 接近度。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的照明系統(tǒng)，其中將通信線路實(shí)施成一 條導(dǎo)線，并且其中線路傳感器(51)設(shè)計(jì)成電容性或電感性地檢測(cè)由 通信線路傳導(dǎo)的信號(hào)。
12、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的照明系統(tǒng)，其中將通信線路實(shí)施成一 條導(dǎo)線，并且其中線路傳感器(51)設(shè)計(jì)成機(jī)械地或光學(xué)地檢測(cè)通信 線路的存在。
13、 在照明系統(tǒng)(1)中用于自動(dòng)確定光源單元(10)的位置和取 向的方法，所述的方法包括如下步驟a) 提供具有已知位置和取向的第一光源單元(10A);b) 在第一光源單元(10A)和隨后的光源單元(10B)之間提供直 線的通信線路(32);c) 確定所述的通信線路(32)的長(zhǎng)度；d) 確定所述的通信線路(32 )相對(duì)于第一光源單元(10A )的方向；e) 考慮第一光源單元(10A)的已知取向，從在步驟d確定的方向 確定通信線路(32)的絕對(duì)方向；f) 考慮第一光源單元(10A)的已知位置，從在步驟c確定的長(zhǎng)度 和在步驟d確定的絕對(duì)方向確定隨后的光源單元(10B)的位置；g) 確定所述的通信線路(32)相對(duì)于隨后的光源單元(10B)的方向；h) 考慮在步驟d確定的絕對(duì)方向，從在步驟g確定的方向確定隨 后的光源單元(10B)的取向。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中通過在第一光源單元(10A) 的板上的測(cè)量裝置執(zhí)行步驟d，并將測(cè)量結(jié)果通信到系統(tǒng)(1)的中央 控制器(20);其中通過在隨后的光源單元(10B)的板上的測(cè)量裝置執(zhí)行步驟g， 并將測(cè)量結(jié)果通信到中央控制器(20);并且其中步驟e、 f、 h是由中央控制器(20)執(zhí)行的。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中通過在第一光源單元(10A) 的板上的測(cè)量裝置執(zhí)行步驟c，并將測(cè)量結(jié)果通信到中央控制器(20 )。
16、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中通過在隨后光源單元(10B) 的板上的測(cè)量裝置執(zhí)行步驟c，并將測(cè)量結(jié)果通信到中央控制器(20 )。
17、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中光源單元是可控的光源單 元，并且其中中央控制器(20)考慮各個(gè)光源單元的位置和取向?yàn)楦?個(gè)光源單元產(chǎn)生各個(gè)的控制信號(hào)。
18、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中光源單元是可控的光源單 元，其中中央控制器(20)為共用的所有光源單元產(chǎn)生總控制信號(hào)， 并且其中光源單元考慮它的位置和取向由總控制信號(hào)計(jì)算單獨(dú)的控制 信號(hào)。
全文摘要
一種照明系統(tǒng)(1)，包括按照陣列安排的多個(gè)光源單元(10)，每個(gè)光源單元(10)包括至少一個(gè)可控光源(12)和一個(gè)單元控制器(11)。一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)(30)具有通信線路(32、33)，所述的通信線路沿在相鄰的光源單元(10A、10B、10B、10C)之間的一條直線延伸。公共的系統(tǒng)控制器(20)考慮各個(gè)單元控制器(11)的位置和取向?yàn)楦鱾€(gè)單元控制器(11)發(fā)出控制信號(hào)(Sc)，以實(shí)現(xiàn)期望的照明效果。公共的系統(tǒng)控制器能夠自動(dòng)地確定光源單元(10)的位置和取向。為此，光源單元包括用于檢測(cè)通信線路長(zhǎng)度的長(zhǎng)度檢測(cè)裝置(60)和用于檢測(cè)通信線路的相對(duì)方向的方向檢測(cè)裝置(50)，并且將測(cè)量結(jié)果通信到公共的系統(tǒng)控制器。
文檔編號(hào)H05B37/02GK101518155SQ200780035283
公開日2009年8月26日 申請(qǐng)日期2007年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月22日
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