帶調光器輸出映像功能的照明系統的製作方法

2024-02-10 07:32:15

專利名稱：帶調光器輸出映像功能的照明系統的製作方法
技術領域：
一般來i兌，本發明涉及電子領域，更具體地講，本發明涉及用 於將照明系統的調光器輸出映射至預定照明輸出函數的一種系統和 方法。
背景技術：
具有商業實用性的白熾燈已存在100多年。然而其它光源也有
望成為商業上可行的白熾燈替代品。氣體放電光源如焚光燈、水4艮
燈、〗氐壓鈉燈和高壓鈉燈以及電致發光光源如發光二才及管(LED) 是白熾燈的兩類替代光源。LED正逐漸成為才及具吸引力的主流光 源，這在某種程度上是因為可藉助高效光輸出和環保因素如減少水 4M吏用量而實現能源節約。
白熾燈利用電流通過真空室內的燈絲而發光。電流使燈絲髮熱， 進而發光。通過燈絲的電流越大，燈絲產生的熱量越多。對於透 明的真空室，燈絲溫度將確定光線的顏色。較低的溫度會產生微黃 色的燈光，而較高的溫度則會產生更藍、更白的燈光。
氣體放電燈包括一個氣體封閉搶。該封閉艙兩端設有電極。充 電後，這兩個電極會在電極間產生電壓差。充電電極會發熱，從而 使密封的氣體離子化。離子化的氣體會發光。螢光燈內包含可產生 紫外光的水銀蒸汽。螢光燈封閉搶內部有磷塗層，可將紫外光轉換 為可見光。
LED為半導體裝置，由直流電驅動。LED的流明llT出強度(即 亮度)與流過LED的電流約成正比地變化。因此，增加供給LED 的電流會增加LED的亮度，而減小供給LED的電流則會降低 LED的亮度。調節電流的方法有兩種直4妄降^f氐供給LED的直流 電壓，或通過脈衝寬度調製降低電流。操作光源時調低光源亮度可節省電能，並可允許用戶將光源調 節至需要的強度。許多設施(如住宅和其它建築)均配備有光源調 節電路(下稱"調光器")。
圖1A所示為採用常規調光器102的照明電路100,可根據 可變電阻106的車lr入電流而調節白熾燈光源104。調光器102、光 源104和電源108採用串聯方式連4妻。電源108在線路電壓為 Vline時提供交流電。線路電壓Vline隨所在地區的不同而不同。線 路電壓Vline通常為110-120伏或220-240伏，頻率通常為60或 70赫茲。調光器102不是將光源104的能量導向電阻，而是在一 秒鐘內開關光源104許多次，以P爭低供給光源104的總能量。用 戶可選擇可變電阻106的電阻值，從而調節電容110的充電時間。 當可變電阻106被設置為0歐姆時，另一個固定電阻112可提供 最小電阻。當電容110充電至電壓高於雙向觸發二極體114的觸 發電壓時，雙向觸發二極體114會導電，從而使矽開關柵極116充 電。石圭開關棚4及116處電壓和穿過偏壓電阻118之後電壓的合成 電壓使珪開關116導電。當電流I經過零點位置時，矽開關116 不可導電(即"關閉")。當矽開關116不可導電時，調光器輸出電 壓VDIM為0伏。當矽開關116導電時，調光器輸出電壓VDIM與 線路電壓V化e相同。4吏電容110充電至可觸發雙向觸發二才及管 114的電壓所需的電容110充電時間依糹居電流I而定。電流I的 4直依糹居可變電阻106和電阻112電阻^f直而定。
在至少一項實施例中，調光器l餘出電壓VDIM的佔空比和對應 的相位角表示調光器102的調光水平。常規調光器102的限值可 防止出現100%至0%的佔空比，並通常介於95%至10%之 間。因此，調節可變電阻106的電阻值即可調節相位角，從而調節 以調光器輸出電壓VDIM表示的調光水平。調節調光器輸出電壓 VDIM的相位角可改變光源104的平均功率，從而調節光源104的 強度。圖IB所示為採用三線常規調光器150調節白熾燈光源104 的照明電路140。常規調光器150可為基於微控制器的裝置。 一對 電線將直流線路電壓Vline輸送至光源控制器/驅動器152。在另
一實施例中，線路電壓Vune被直接施加於光源控制器/驅動器
152。第三根電線將調光器輸出信號值Dv傳送至光源控制器/驅 動器152。在至少一項實施例中，調光器150為數字調光器，可接 收用戶通過按鈕、其它開關或遙控器等輸入的調光器水平用戶輸入 值，並將調光器水平用戶輸入值轉換為調光器輸出信號值Dv。在 至少一項實施例中，調光器輸出信號值Dv為數字數據，表示所選 調光水平或其它調光器功能。調光器輸出信號值Dv被用作光源 控制器/驅動器152的控制信號。光源控制器/驅動器152接收 調光器輸出信號值Dv,並向光源104提供驅動電流，以將光源 104調節至調光器輸出信號值Dv指定的調光水平。
圖2所示為調光器102已修正的調光器輸出電壓VDIM波形 圖的佔空比和對應的相位角。調光器的輸出電壓在從正電壓轉向負 電壓的每個周期內均會出現震蕩。(正負電壓依據參考直流(dc)電 壓水平而確定，如中性或常規電壓參考。)從202.0至202.N的 每一個完整周期時間與Vline頻率相同，其中為整數。調光器 102會斬切,人204.0至204.N以及從206.0至206.N的電壓半 周期，以改變每一半周期的佔空比和相位角。相位角是測量調光器 輸出電壓VDIM周期內發生斬切的點的測量值。調光器102會在時 間tl時斬切正半周期204,0,以^使半周期204.0在時間to至時間 ^期間為0伏，而在時間^至時間t2則具有正電壓。因此，光 源104在時間to至t！期間為'關閉，，而在時間^至t2期間為 '開啟，。調光器102會按照與負半周期204.0相同的時間斬切正半 周期206.0。因此周期202.0的每一半周期的相位角均相同。因而， 調光器102的完整相位角與周期202.0的佔空比直接相關。計算 周期202.0的佔空比的等式[l]為佔空比=}^ W。 (t2-1。)
可變電阻106的電阻值增加時，調光器102的佔空比和相位 角也會降1氐。在時間t2至時間t3期間，可變電阻106的電阻值 增加，因此調光器102會相對於周期202.0，在完整周期202.N的 正半周期204.N和負半周期206.N內的稍後時間斬切完整周期 202.N。調光器102會繼續按照與負半周期206.N相同的時間斬切 正半周期204.N。因此周期202.N每一半周期的佔空比和相位角均 相同。
由於時間(t5 - t4) < (t2 - to,因此調光器電壓VDIM的正弦波 202.N向光源104 l俞送的平均功率更少，而光源104在時間t3 時的強度相對於時間t2時的強度也有所降低。
圖3所示為實測光與感知光的對比圖300,表明調光過程中實 測光對感知光的典型百分比。調光器102的多種調光水平可相對於 可變電阻106電阻^直，改變白熾燈光源104的實測光l敘出。因此， 光源104產生的實測光是調光器輸出電壓VDIM的函數。百分之百 的實測光表示光源104的最大額定流明輸出，而百分之零的實測光 則表示無光輸出。
人眼對實測光百分比降低的反應是，自動拉大瞳孔讓更多的光 進入眼球。讓更多的光進入眼球給人的感覺是光確實變亮了。因此， 人們所感知到的光通常比實測光強。例如，曲線302表明，實測光 為1%時，人們的感知光為10%。在一項實施例中，只有當實測 光接近100%時，實測光和感知光的百分比才能完全一致。
許多照明應用(如建築調光、更高性能的調光和能量管理調光) 均會涉及實測光改變1%至10%不等。由於實測光與感知光之間 的非線性關係，調光器102 4又擁有4艮窄的調光範圍，並在^f氐實測輸出光水平時十分敏感。因此，調光器在低實測光水平時提供準確控 制的能力十分有限。

發明內容
在本發明的 一項實施例中， 一種採用預定照明輸出函數映射調 光器的調光輸出信號值，並根據映射的數字數據驅動光源的方法， 包括接收調光器輸出信號和接收具有時鐘信號頻率的時鐘信號。該 方法還包括基於時鐘頻率檢測調光器輸出信號的佔空比，以及將調 光器輸出信號的佔空比轉換為表示檢測的佔空比的數字數據，其中 該數字數據與調光水平關聯。該方法還進一步包括釆用預定照明輸 出函數，將數字數據映像至光源控制信號，以及根據光源控制信號 操作光源。
在本發明的另 一 實施例中， 一種採用預定照明輸出函數映射調 光器的調光輸出信號值，並根據已映射的調光輸出信號值操作光源 的方法，包括接收調光器輸出信號，其中，調光器輸出信號值表示
範圍接近95%至10%的佔空比。該方法還包括採用預定照明輸 出函數，將調光器輸出信號值映射至光源控制信號，其中，預定照 明輸出函數將調光器輸出信號值映射至光源控制信號，以提供高於 95%及低於5%的光源強度範圍。該方法還進一步包括根據光源 控制信號操作光源。
在本發明的另 一實施例中， 一種採用預定照明輸出函數映射調 光器的調光輸出信號值，並根據已映射的調光輸出信號值驅動光源 的方法，包括接收調光器輸出信號，其中，調光器輸出信號值表示 多種調光水平之一。該方法還進一步包括應用一個信號處理函數， 以改變由第一光源強度水平至第二光源強度水平的轉換時間，並採 用預定照明輸出函數，將調光器輸出信號值映射至光源控制信號。 該方法還進一步包括根據光源控制信號操作光源。在本發明的另一實施例中，照明系統包括用於接收調光器輸出 信號的一個或多個輸入端，以及用於檢測由調光器產生的調光器輸 出信號之佔空比的檢測器。該照明系統還包括一個佔空比時間轉 換器，以將調光器輸出信號的佔空比轉換為表示所檢測的佔空比的
悽t字彩:據，其中，該悽t字教:據與調光水平相對應。 該照明系統還 進一步包括一個電路，可採用預定照明輸出函數將數字數據映像至 光源控制信號，以及一個光源驅動器，可根據光源控制信號操作光源。
在本發明的另 一實施例中，照明系統包括用於接收調光器輸出 信號的一個或多個輸入端，其中，調光器輸出信號值表示多種調光 水平之一。該照明系統還包括一個濾光器，用於應用一個信號處理 函數，以改變由第 一光源強度水平至第二光源強度水平之轉換時間， 以及一個電路，用於採用預定照明輸出函數，將調光器輸出信號值 映射至光源控制信號。該照明系統還包括一個光源驅動器，可才艮據 來自光源控制信號的信號，對光源進行控制。
在本發明的另 一實施例中，介紹了 一種採用預定照明輸出函數 映射調光器的調光輸出信號值，並根據已映射的調光輸出信號值操 作光源的照明系統，包括一個或多個用於接收調光器輸出信號的輸 入端，其中，調光器輸出信號值表示範圍接近95%至10%的佔 空比。該照明系統還包括一個電路，可採用預定照明輸出函悽t,將 調光器輸出信號值映射至光源控制信號，其中，預定照明輸出函數 將調光器輸出信號值映射至光源控制信號，以提供高於95%及低 於5%的光源強度範圍。該照明系統還包括一個光源驅動器，可根 據光源控制信號操作光源。


參考附圖可更好地理解本發明，還可使熟練掌握該技術的人員 更清楚地看到本發明的眾多目的、特徵和優點。在這些附圖中4吏用 相同參考號代表類似或相似元素。
圖1A (標為先前技術)所示為採用常規調光器調節白熾燈的 照明電路。
圖1B (標為先前技術)所示為採用常規調光器調節白熾燈的 照明電路。
圖2 (標為先前技術)所示為相位角修正後的調光器輸出電壓 波形圖。
圖3 (標示為先前4支術)所示為調光過程中實測光與感知光的 比較圖。
圖4A所示為根據預定照明輸出函數，將照明調光器的調光水 平映射至光源控制信號的照明系統。
圖4B所示為用於將調光器輸入信號轉換為數字數據的佔空 比時間轉換器。
圖4C所示為佔空比時間轉換器。
圖4D所示為佔空比檢測器。
圖5所示為示範性照明輸出函數的圖形描繪。
圖6和7所示為在時域內的關聯的示範性調光器輸出信號值 與已過濾的調光器輸出信號值。
務體實施方式一種採用預定照明輸出函數將調光器的調光水平映射至光源控 制信號的系統和方法。在至少一個實施例中，調光器會產生調光器 輸出信號值。在任何特定時段，調光器輸出信號值均表示多個調光 水平之一。在至少一個實施例中，照明輸出函數將調光器輸出信號 值映射至任一照明輸出函數，如照明水平函數、時間函數或任一其 它光源控制函數。在至少一個實施例中，照明輸出函數將調光器輸 出信號值映射至一個或多個不同調光值，該調光值與由調光器輸出 信號值所表示的調光水平不同。在至少一個實施例中，照明輸出函 數將與實測光水平對應的調光器輸出信號值轉換為感知光水平。光 源驅動器才艮據預定照明輸出函數4喿作光源。在至少一個實施例中， 該系統和方法包括一種濾波器，用於應用一個信號處理函數，以改 變由第 一光源強度水平至第二光源強度水平的轉換時間。
圖4A所示為根據預定照明輸出函數401，將調光器402的 調光水平映射至光源控制信號的照明系統400。在至少一個實施例 中，調光器402為常規調光器，如調光器102或調光器150。調 光器402提供調光器輸出信號VDIM。在一段時間內，調光器輸出 信號VDIM具有特定值Dv。例如，調光器輸出值Dv為調光器輸 出信號VDIM的相位角。調光器輸出信號值Dv表示調光水平。 如果沒有該映射，則光源控制器/驅動器406將調光器輸出信號值 Dv映射至與實測光百分比對應的調光水平。標題為"發光二才及管 光源鎮流器，，的美國臨時專利申請對一種示範性光源控制器/驅動 器406進行了說明。
在至少一個實施例中，用戶通過撥動開關、按鈕或遙控器等控 制項(未顯示)選擇調光器輸出信號值Dv，進而選擇調光水平。 在至少一個實施例中，調光器輸出信號vDIM為周期性交流電壓。
在至少一個實施例中，作為對調光7JC平選擇的回應，調光器402斬 切線路電壓Vune(圖1)，以修改調光器輸出信號VDIM的相位角。 調光器輸出信號VDIM的相位角與所選調光水平相對應。調光器輸出信號相位^r測器410會^r測調光器輸出信號VDIM的相位角。 調光器輸出信號檢測器410會產生調光器輸出信號值Dv,該信號 值與以調光器輸出信號VDIM表示的相位角相對應。在至少一個實 施例中，調光器輸出信號相位;險測器410包括一個採用具有已知頻 率之時鐘信號fclk的時鐘電路，以及一個用於將調光器輸出信號 VDIM與中性參考進行比較的比較儀。增加時鐘頻率會提高相位檢測 器410的精度。調光器輸出信號VDIM具有已知頻率。調光器輸出 信號相位^:測器410通過計算截至調光器輸出信號VDIM斬切點 (即調光器輸出信號VDIM的邊緣)被比較儀檢測到之前的時鐘信 號fclk周期數，確定調光器輸出信號VDIM的相位角。
圖4B所示為可將調光器輸入信號VDIM轉換為數字調光器 輸出信號值Dv的佔空比時間轉換器418。佔空比時間轉換器418 是照明系統400內調光器輸出信號相位檢測器410的替代裝置。 調光器輸出信號值的數字數據Dv表示調光器輸出電壓VDIM的 佔空比。佔空比時間轉換器418通過計算截至調光器輸出信號 VDIM斬切點被佔空比時間轉換器418檢測到之前的時鐘信號fclk 周期數，確定調光器輸出信號VDIM的佔空比。
圖4C所示為表示佔空比時間轉換器418實施例之一的佔空 比時間轉換器420。比較儀422將調光器輸出電壓VDIM與已知參 考進行比較。該參考通常為調光器輸出電壓VDIM的周期交叉點電 壓，如家用交流電壓的中性電位。計數器424會計算截至比較儀 422表明已到達調光器輸出信號VDIM斬切點之前的時鐘信號fclk 周期數。由於調光器輸出信號VDIM的頻率和時鐘信號fdk的頻率 已知，因此可根據截至比較儀422表明調光器輸出信號VDIM斬切 點之前的時鐘信號fdk周期悽t而確定佔空比。與此類似，也可通過 了解由調光器輸出信號VDIM的一個周期開始至調光器輸出信號 VDIM的斬^7點^皮衝全測出為止所用的時間，而確定對IH立角。圖4D所示為佔空比檢測器460。佔空比檢測器460包括一 個^f莫擬積分器462，用於在調光器輸出信號VDIM的每一周期(全
周期或半周期)之內累積調光器輸出信號VojM。模擬積分器462會
產生與針對調光器輸出信號VDIM每一周期的調光器輸出信號 VDIM佔空比相對應的電流I。由才莫擬積分器462所提供的電流會 為電容468充電，同時電容468的電壓Vc可由模-數轉換器 (ADC)464確定。電壓Vc與調光器輸出信號VDIM的佔空比直接 對應。可通過在調光器輸出信號VDIM的每一周期完成後釋方文電容 462和468的電量，重設模擬積分器462。模-數轉換器424輸 出為數字數據，表示調光器輸出信號VDIM佔空比。
在另一個實施例中，調光器輸出信號VDIM可被斬切，以產生 前緣和後糹彖調光器電壓VDIM。發明人為Patchomik和Barak、名 稱為"用於電子調光器的電燈變壓器以及降低其噪聲的方法"的 6,713,974號美國專利對用於斬切和檢測前緣與後緣調光器電壓 VDIM的示範性系統和方法進行了說明。本專利申請通過引用完整地 納入6,713,974號美國專利。
在至少一個實施例中，映射電路404接收調光器輸出信號值 Dv。映射電路404包括照明輸出函數401。照明輸出函數401將 調光器輸出信號值Dv映射至控制信號Cv。光源控制器/驅動器 406產生驅動信號DR，以回應控制信號Cv。在至少一個實施例中， 控制信號Cv將調光器輸出信號值映射至調光水平，該調光水平與 調光器輸出信號值Dv所表示的調光水平不同。例如，在至少一個 實施例中，控制信號Cv將調光器信號值Dv映射至可人為感知的 照明輸出水平，比如以一種近似於線性的關係進行映射。照明輸出 函數401也可將調光器輸出信號值Dv映射至其照明函數。例如， 若調光器輸出信號值Dv在預定時長內並未發生變化，則照明輸出 函數401可將某一特定調光器輸出信號值 Dv映射至會在該預 定時長後"關閉"光源408的時間信號。照明輸出函數401可將由調光器輸出信號值表示的調光水平， 映射至幾乎不限數量的函數中。例如，照明輸出函數401可將低百 分比的調光水平(如90%調光)，映射至光源閃爍函數，該函數會 促使光源408在預定的調光範圍內隨意變換強度。在至少一個實施 例中，光源強度會產生不超過2500 K的色溫。光源控制器/驅動 器406可通過向光源408提供隨意的功率振蕩，而促4吏光源408 出現閃爍。
在一個實施例中，調光器輸出信號值VDIM表示範圍約為95% 至10%的佔空比。照明輸出函悽史402通過照明輸出函悽t 401，將 調光器輸出信號值映射至光源控制信號。照明輸出函數將調光器輸 出信號值映射至光源控制信號，以提供高於95%及低於5%的光 源408強度範圍。
映射電路404的實施和照明輸出函數401屬於設計選擇問 題。例如，照明輸出函數401可被預定，並內置在存儲器內。存儲 器可將照明輸出函數401保存在查詢表格中。對於每一調光器輸出 信號值Dv，該查詢表格可包括一個或多個與之相對應的控制信號 值Cv。多個控制信號值Cv可用於生成多個光源控制信號DR。 多個映射值出現時，控制信號Cv ^f更可充當該多個映射值的矢量。 在至少一個實施例中，照明輸出函數401的實施方式為模擬函數發 生器，可將調光器輸出信號值與映射值進行關聯。
圖5所示為照明l命出函數401的示範性圖表i兌明500。回顧 之前的感知光圖表300 (圖3),按照慣例，當實測光的百分比由 10%變為0%時，感知光的百分比就由32%變為0%。示範性照 明輸出函數401根據調光器輸出信號值Dv的指示，將強度百分 比映射至一個lt值，該^t值可在感知光百分比與調光水平百分比之 間提供線性的一對一關係。因此，當調光水平^皮i殳定為50%時， 感知光的百分比也為50%，以此類推。通過提供一對一的線性關係，示範性照明輸出函數401使調光器402在較高調光水平百分比時 具有更高的敏感性。
在另一實施例中，照明輸出函悽t 401包括一個閃爍函悽t，該閃 爍函數可將與低光強度(如10%佔空比)對應的調光器輸出信號 值Dv，映射至會使光源408在不超過2500 K的特定色溫下出現 閃爍的控制信號。在至少一個實施例中，可通過向光源408提供隨 意功率振蕩而取得該閃爍效果。
光源控制器/驅動器406接收每一控制信號Cv，並將該控制 信號Cv轉換為用於光源408內每一單獨光源或每一單獨光源組 的控制信號。光源控制器/驅動器406為光源408提供原始直流 電，並控制光源408內的驅動電流。例如，控制信號DR可為光 源408內的開關提供脈衝寬度調製控制信號。光源408內的濾光 器組件可過濾經脈沖寬度調製的控制信號DR，為光源408內的每 一光源提供穩定的驅動電流。該驅動電流值受控於控制信號DR， 而這些控制器信號DR則由來自映射電路404的映射值確定。
可將一種信號處理函悽t應用於照明系統400,以改變由第一光 源強度水平向第二光源強度水平轉換的時間。該函數可在與照明輸 出函數401進行映射之前或之後應用。在至少一個實施例中，該信 號處理函數被嵌裝在濾光器內。在至少一個實施例中，照明系統400 包括濾光器412。採用濾光器412時，濾光器412在將過濾後的 調光器輸出信號值Dv傳送至映射電路404之前，處理調光器輸 出信號值Dv。調光器輸出電壓VDIM會發生突變，如當調光器402 上的開關由調光水平90%被快速撥向調光水平0%時。此外，調 光器輸出電壓可能會包含不必要的微擾，例如，這些不必要的微擾 可能是由通過調光器402向照明系統400所提供之線性電壓的波 動造成的。濾光器412可表示能夠改變調光器輸出信號值Dv所 指定之調光水平的任一函數。濾光器412可與模擬或數字符件一起實施。在另一實施例中，濾光器會過濾控制信號DR，以獲取相 同的結果。
圖6所示為在時域內關聯的示範性調光器輸出信號值602與 過濾後的調光器輸出信號值604。調光器輸出信號值602在時間 t0時發生突變。濾光器412會藉助低通平均函數過濾調光器輸出 信號值604,以4艮據過濾後的調光器輸出信號值604的指示，實現 平穩的調光過渡。在至少一個實施例中，需要進行由高調光水平向 低調光水平的突變。濾光器412還可被配置為由低調光水平平穩過 渡至高調光水平，並同時允許由高調光水平突然或較快速地過渡至 寸氐調光水平。
圖7所示為在時域內關聯的示範性調光器輸出信號值702與 過濾後的調光器輸出信號值704。調光器輸出信號值702會隨時間 而產生糹效擾(波動)。例如，這些孩t擾可能由線性電壓波動所致。濾 光器412可使用低通濾光器傳遞函數，平復調光器輸出信號值702 內的微擾。
光源408可包糹舌單個光源或一組光源。例如，光源408可另 包含一個或多個發光二極體，或一個或多個氣體放電燈。每一光源 408均可才艮據映射電路404產生的控制信號Cv,進行單獨、統一 或分組控制。映射電路404、光源控制器/驅動器406、光源408、 調光器輸出信號相位檢測器410和可選濾光器412可^C統稱為照 明裝置。照明裝置414可包括一個用於封閉映射電路404的封閉 艙、光源控制器/驅動器406、光源408、調光器輸出信號相位檢 測器410和可選濾光器412。該封閉艙可包括用於連4妄調光器 402、接收交流電(AC)的端子。照明裝置414的組件還可單獨或 分組包裝。在至少一個實施例中，映射電路404、光源控制器/驅 動器406、調光器輸出信號相位4企測器410和可選濾光器412可 被集成在單個集成電路裝置內。在另一實施例中，集成電路和/或
23零散組件被用於構建映射電路404、光源控制器/驅動器406、調 光器輸出信號相位4企測器410和可選濾光器412。
儘管已經詳細描述了本發明，但是必須知道，仍然可以在不偏 離所附權利要求定義的本發明的範圍和精神的情況下進行各種更 改、替^和變動。
權利要求
1.一種採用預定照明輸出函數映射調光器的調光輸出信號值，並根據已映射的數字數據驅動光源的方法，該方法包含接收調光器輸出信號；接收具有時鐘信號頻率的時鐘信號；基於時鐘信號頻率檢測調光器輸出信號的佔空比；將調光器輸出信號的佔空比轉換為表示所檢測的佔空比的數字數據，其中，該數字數據與調光水平相對應；採用預定照明輸出函數將該數字數據映射至光源控制信號；以及根據光源控制信號操作光源。
2. 4又利要求1的方法還包含通過一對;渝入端4妾收來自電源的交流電(AC);以及接收調光器輸出信號還包含採用至少一個輸入端接收調 光器輸出信號。
3. 權利要求1的方法，其中，採用預定照明輸出函數將數字數 據映射至光源控制信號還包含將數字數據映射至與調光器輸出信號值所表示之調光水 平不同的調光水平。
4. 4又利要求1的方法，其中採用預定照明輸出函數將該數字數據映射至光源控制信 號還包含將數字數據映射至一個光源閃爍函數，該函數促使光源在 輸入調光水平的預定調光範圍內隨意變換強度。
5. 權利要求4的方法，其中，光源強度具有低於或等於2500 K 的色溫。
6. 權利要求1的方法，其中，採用預定照明輸出函數將數字數 據映射至光源控制信號還包含接收來自存儲器的預定照明輸出函數，其中，存儲器內的 數據將檢索得到的預定照明輸出函數與調光器輸出信號值所 表示的調光水平進行關聯。
7. 權利要求1的方法，其中，預定照明輸出函數以一種近似於 線性的關係，將調光器輸出水平映射至人們的感知光輸出水平。
8. 糹又利要求1的方法還包含在對調光器輸出信號值進行映射之前，至少過濾一組數字 數據值。
9. 權利要求8的方法，其中，在對調光器輸出信號值進行映射 之前，至少過濾一組數字數據值還包含低通過濾表示低於預定閾值水平之調光水平的數字數據 值，以降低由調光器輸出信號佔空比所指定之光源內感知光的 變化率。
10. 權利要求8的方法，其中，在對調光器輸出信號值進行映射 之前，至少低通過濾一組數字數據值還包含採用可在調光器輸出值與光源感知光輸出之間建立一種 近似於線性關係的濾光器函數，過濾數字數據值。
11. 權利要求1的方法，其中，光源包括一個或多個選自下述分組的照明組件 一個或多個發光二才及管、 一個或多個氣體》文電 燈、以及一個或多個白熾燈。
12. 一又利要求1的方法還包含從查詢表格中檢索表示預定照明輸出函數的數據。
13. —種採用預定照明輸出函數映射調光器的調光輸出信號值，並 根據已映射的調光輸出信號值操作光源的方法，該方法包含檢索調光器輸出信號，其中，調光器輸出信號值表示範圍 約為95%至10%的佔空比；採用預定照明輸出函數將調光器輸出信號值映射至光源 控制信號，其中，預定照明輸出函數將調光器輸出信號值映射 至光源控制信號，以提供高於95%及<氐於5%的光源強度 範圍；以及才艮據光源控制信號操作光源。
14. 權利要求13的方法，其中，映射調光器輸出信號值還包含採 用預定照明輸出函數，將調光器輸出信號值映射至光源控制信 號，其中，預定照明輸出函數將調光器輸出信號值映射至光源 控制信號，以提供高於95%及低於或等於2%的光源強度 範圍。
15. —種採用預定照明輸出函數映射調光器的調光輸出信號值，並 根據已映射的調光器輸出信號值驅動光源的方法，該方法包 含接收調光器輸出信號，其中，調光器輸出信號值表示多個 調光水平之一；應用一個信號處理函數，以改變由第一光源強度水平向第二光源強度水平轉換的時間；採用預定照明輸出函數將調光器輸出信號值映射至光源 控制信號；以及根據來自光源控制信號的信號操作光源。
16. 權利要求15的方法，其中，應用一個信號處理函數以改變由 第 一光源強度水平向第二光源強度水平過渡的時間，包含在映 射調光器輸出信號值之前，至少過濾一組調光器輸出信號值。
17. 4又利要求15的方法，其中，應用一個信號處理函悽t以改變由 第 一光源強度水平向第二光源強度水平過渡的時間，包含在生 成來自光源控制信號的信號之前，至少過濾一組光源控制信號 值。
18. 權利要求15的方法，其中，應用信號處理函數改變由第一光 源強度水平向第二光源強度水平過渡的時間還包含,應衣TF低於預出信號值，以降低由調光器輸出信號值所指定之光源內感知光 的變化率。
19. 權利要求18的方法，其中，在對調光器輸出信號值進行映射 之前，至少低通過濾一組調光器輸出信號值還包含採用可在調光器輸出值與光源感知光輸出之間建立 一種 近似於線性關係的濾光器函數，過濾調光器輸出信號值。
20. 權利要求15的方法還包含檢測由調光器輸出信號值所表示的調光水平。
21. 權利要求15的方法，其中，光源包括一個或多個選自下述分 組的照明組件 一個或多個發光二才及管、 一個或多個氣體方文電 燈、以及一個或多個白熾燈。
22. 權利要求15的方法，其中，調光器輸出信號值是調光器輸出 信號周期內調光器輸出電壓的相位角。
23. —種照明系統，包含一個或多個輸入端，用於接收調光器輸出信號；一個佔空比檢測器，用於檢測由調光器產生的調光器輸出 信號之佔空比；一個佔空比時間轉換器，用於將調光器輸出信號的佔空比 轉換為表示所檢測的佔空比的數字數據，其中，該數字數據與 調光水平相對應；一個電路，採用預定照明輸出函數將數字數據映射至光源 控制信號；以及一個光源驅動器，可根據光源控制信號操作光源。
24. 4又利要求23的照明系統還包含至少兩個用於4妻收來自電源的交流電(AC)和4妄收調光 器輸出信號的輸入端。
25. 權利要求23的照明系統，其中，電路可被配置為將數字數據 映射至與調光器輸出信號所表示的調光水平不同的調光水平。
26. 4又利要求23的照明系統，其中，電路可^皮配置為採用一個光 源閃爍函數，將數字數據映射至控制信號，該函數促使光源在 輸入調光水平的預定調光範圍內隨意變換強度。
27. 權利要求23的照明系統，其中，用於映射調光器輸出信號值 的電路包含一個存儲器，該存儲器具有可將檢索得到的預定照 明輸出函數與調光器輸出信號所表示的調光水平進行關聯的 數據。
28. 權利要求27的照明系統，其中，存儲器數據保存於一張查詢 表格中。
29. 權利要求23的照明系統，其中，照明輸出函數將數字輸出信 號以線性的方式映像至人們感知到的照明輸出水平。
30. 權利要求30的照明系統還包含一個濾光器，用於在對調光器輸出信號值進行映射之前， 至少過濾一組調光數字數據值。
31. 權利要求30的照明系統，其中，濾光器具有一個轉移函數， 可低通過濾表示低於預定閾值水平之調光水平的數字數據值， 以降低由調光器輸出信號佔空比所指定之光源內感知光的變 化率。
32. 4又利要求23的照明系統還包含一個檢測儀，用於檢測由調光器輸出信號佔空比所表示的 調光水平。
33. 權利要求23的照明系統，其中，光源包括一個或多個選自下 述分組的照明組件 一個或多個發光二才及管、 一個或多個氣體 -改電燈、以及一個或多個白熾燈。
34. —種照明系統，包含一個或多個用於接收調光器輸出信號的輸入端，其中，調光器輸出信號值表示多個調光水平之一；一個濾光器，用於應用一個信號處理函數，以改變由第一 光源強度水平向第二光源強度水平的過渡時間；一個電路，採用預定的照明輸出函數將調光器輸出信號值 映射至光源控制信號；以及一個光源驅動器，用以根據取自光源控制信號的信號操作 光源。
35. 權利要求34的照明系統，其中，濾光器可被配置為在對調光 器輸出信號值進行映射之前，至少低通過濾一組調光器輸出信 號值。
36. 權利要求34的照明系統，其中，濾光器可被配置為至少過濾 一組光源控制信號值，以生成源自光源控制信號的信號。
37. —種採用預定照明輸出函數映射調光器的調光輸出信號值，並 根據已映射的調光輸出信號值操作光源的照明系統，該照明系 統包含一個或多個用於接收調光器輸出信號的輸入端，其中，調 光器輸出信號值表示範圍約為90%至5%的佔空比；一個電路，其採用預定照明輸出函數將調光器輸出信號值 映射至光源控制信號，其中，預定照明輸出函數將調光器輸出 信號值映射至光源控制信號，以提供高於90%及低於5% 的光源強度範圍；以及一個光源驅動器，其根據光源控制信號操作光源。
38. 權利要求37的方法，其中，映射調光器輸出信號值的電路還 可被配置為採用預定照明輸出函數，將調光器輸出信號值映射至光源控制信號，其中，預定照明輸出函悽t將調光器輸出信號值映射至光源控制信號，以提供高於95%及低於或等於2% 的光源強度範圍。
39.4又利要求37的方法還包含一個濾光器，用於在對調光器輸出信號值進行映射之前， 至少過濾一組調光器輸出信號值。
全文摘要
一種採用預定照明輸出函數將調光器的調光水平映射至光源控制信號的系統和方法。調光器產生調光器輸出信號值。在任何特定時段，調光器輸出信號值均表示多個調光水平之一。在至少一個實施例中，照明輸出函數將調光器輸出信號值映射至與由調光器輸出信號值表示的調光水平不同的調光值。照明輸出函數將與實測光水平對應的調光器輸出信號值轉換為感知光水平。光源驅動器根據預定照明輸出函數操作光源。本系統和方法可包括一個在將調光器輸出信號值映射至新的調光水平之前，修正至少一組調光器輸出信號值的濾光器。
文檔編號H05B33/08GK101663918SQ200880008260
公開日2010年3月3日 申請日期2008年3月12日 優先權日2007年3月12日
發明者約翰·J·保羅斯, 約翰·L·梅蘭松 申請人:塞瑞斯邏輯公司