一種照明裝置和方法
2024-01-26 18:18:15
專利名稱：一種照明裝置和方法
技術領域：
本設計涉及ー種照明裝置，尤其是一種可以自動調節的照明裝置。
背景技術：
在除照明裝置以外的因素導致光 線變化的視場中，恆定不變的照明裝置無法維持視場中亮度的穩定，這就需要照明裝置能夠實現照度的自動調節，類似的技術披露有中國專利95245445-自動調光檯燈、200820158383-自動調光檯燈、91226903-自動調光器等。但具體應用中存在如下問題當視場中有短暫的亮度擾動時，這種擾動其實是人眼所可以忍受的，甚至這種擾動就對應了ー些有意義的視覺信息，比方說大塊的物體進入視場，這個信息是不應該被削弱的，上述技術會導致照明裝置的輸出呈現「反向補償」，削弱了上述視覺信息，並可能造成照明設備的振蕩和不穩定。另外，在光線的光譜較窄、顏色飽和度較大的視場中，人眼容易疲勞。
技術方案 產品類方案
亮度自動調節
方案I :ー種照明裝置，包括照明単元，視場亮度採集單元，功率驅動單元，設置單元，控制單元；視場亮度採集單元、功率驅動單元、設置單元均與控制單元相連，功率驅動單元與照明単元相連；控制單元中包括延時模塊，時間常數是0. 5^500秒，優選為2 50秒，更優選為2 15秒，最優選為2飛秒或6 10秒。這種方案的好處是可以根據環境亮度調節照明功率，讓亮度保持平穩，適合人眼視覺需要，尤其是對亮度調節加了延時，避免視場中的光線短暫擾動、避免了輸出功率的大幅度振蕩、避免了對輸出功率的過調節，設置単元便於用戶現場設置設備的工作參數，例如亮度參考值。
兩種以上色彩光源自動調節
方案2 : —種如方案I所述的裝置，特徵是所述照明単元包括兩種以上顔色的照明子單元，所述亮度採集單元為彩色亮度採集単元。這種方案的好處是通過加法混色原理,可以對應視場中不同顏色的光線的缺失來予以對應的補償，兩種顏色是可以產生「改變顏色」效果的最低要求，三種顏色較好，最好是三原色，三原色的選擇有無窮多種，而平常最常用的則是紅綠藍三原色。
三種顏色光源自動調節
方案3 :—種如方案I所述的裝置，特徵是所述照明単元包括三種顏色的照明子単元，這三種顏色是三原色，所述亮度採集單元為彩色亮度採集単元。
這種方案的好處是如上所述。
紅綠藍顔色光源自動調節
方案4 :一種如方案I所述的裝置，特徵是所述照明単元包括紅綠藍三種顏色的照明子単元，所述亮度採集單元為彩色亮度採集単元。這種方案的好處是如 上所述。
照明元件的各種選擇
方案5 : —種如方案I所述的裝置，特徵是所述照明單元是LED、白熾燈、螢光燈、滷鎢燈、鈉燈或有機EL發光元件。這種方案的好處是可以利用各種光源對應的優點。
彩色照明元件是白熾燈十濾光片或彩色LED
方案6 : —種如方案2，3或4所述的裝置，特徵是所述照明子單元是對應顏色的LED，或所述照明子単元是白熾燈加對應顏色的濾光片。這種方案的好處是LED低耗、長壽，而白熾燈便宜。
亮度採集單元是攝像頭、光敏ニ極管
方案7 : —種如方案I所述的裝置，特徵是所述視場亮度採集單元是攝像頭或光敏ニ極管。這種方案的好處是攝像頭和光敏ニ極管都能採集亮度信號。
彩色亮度採集單元是彩色攝像頭、光敏ニ極管+對應顏色的濾光片方案8 : —種如方案2，3或4所述的裝置，特徵是所述視場亮度採集單元是彩色攝像頭或光敏ニ極管加對應顏色的濾光片。這種方案的好處是彩色攝像頭可以充分分析視場中不同位置不同顔色的亮度分布，可以實現其他機器視覺功能，光敏ニ極管加對應顏色的濾光片便宜、小巧能耗低。
方法類方案
亮度自動調節方法
方案9 :ー種照明方法，包括以下步驟
用視場亮度採集單元採集視場的亮度信號，由控制單元將此信號跟期望值比較，若有偏差，則給亮度控制單元發出補償信號，而亮度控制單元據此調整輸出到照明単元的功率，改變視場亮度。這種方案的好處是同方案I。
兩種以上色彩光源自動調節方法
方案10 :—種照明方法，包括以下步驟
通過調節不同顔色的照明単元的亮度來調節視場中的顔色和亮度，包括對應兩種以上顔色的步驟，對應每種顏色的步驟包括
用視場亮度採集單元採集視場的亮度信號，由控制單元將此信號跟期望值比較，若有偏差，則給亮度控制單元發出補償信號，而亮度控制單元據此調整輸出到照明単元的功率，改變視場亮度。這種方案的好處是同方案2。
三種顏色光源自動調節
方案11 :ー種照明方法，包括以 下步驟
包括對應三原色的三組步驟，每組步驟包括
用視場亮度採集單元採集視場的亮度信號，由控制單元將此信號跟期望值比較，若有偏差，則給亮度控制單元發出補償信號，而亮度控制單元據此調整輸出到照明単元的功率，改變視場亮度。這種方案的好處是同方案3。
紅綠藍顔色光源自動調節
方案12 :—種照明方法，包括以下步驟
包括對應紅綠藍三色的三組步驟，每組步驟包括
用視場亮度採集單元採集視場的亮度信號，由控制單元將此信號跟期望值比較，若有偏差，則給亮度控制單元發出補償信號，而亮度控制單元據此調整輸出到照明単元的功率，改變視場亮度。這種方案的好處是同方案4。
照明元件的各種選擇
方案13 :—種如方案9所述的方法，特徵是所述照明元件是LED、白熾燈、螢光燈、滷鎢燈、鈉燈或有機EL發光元件。這種方案的好處是同方案5。
彩色照明元件是白熾燈十濾光片或彩色LED
方案14 :一種如方案10、11或12所述的方法，特徵是所述照明元件是對應顏色的LED，或所述照明子単元是白熾燈加對應顏色的濾光片。這種方案的好處是同方案6。
亮度採集單元是攝像頭、光敏ニ極管
方案15 :—種如方案9所述的方法，特徵是所述視場亮度採集單元是攝像頭或光敏ニ極管。這種方案的好處是同方案7。
彩色亮度採集單元是彩色攝像頭、光敏ニ極管+對應顏色的濾光片 方案16 : —種如方案10、11或12所述的方法，特徵是所述視場亮度採集單元是彩色攝像頭或光敏ニ極管加對應顏色的濾光片。這種方案的好處是同方案8。
圖I彩色亮度補償裝置示意圖
11控制單元，12功率驅動單元，13白熾 燈，14濾光片，15視場，16彩色亮度採集單元，17設置單元。圖2亮度補償裝置反饋控制流程圖
21設置單元，22存儲單元，23加法器，24比例器，25積分器，26照明単元，27視場系統(把視場看做一個光的濾波器)，28亮度採集単元，29延時器。圖3亮度補償裝置控制單元模塊示意圖 31控制模塊。
具體實施例方式通過彩色CMOS或CXD攝像頭採集視場圖像信號，選擇感興趣區域像素，作亮度的平均值，並將此值跟預設值比較，據此調節功率驅動單元的輸出功率，驅動光源發光，維持視場売度的穩定。因為這是一個反饋迴路，為了保證設備工作的穩定，避免振蕩，可以對迴路採取ー定的反饋時間延遲。
對視場中光線顏色的調節，可以視作對各種「原色」成分的測量和補償。例如根據三原色混色原理，當視場中紅色偏多時，則給予綠色、黃色的補償，使得視場中顔色趨近於白色。
設備中的預設值是根據大多數人的視覺敏感程度設定的，但不同人的具體敏感程度還有差別，例如不同年齡的人敏感程度不同，可以通過設置單元來實現參數的調節。設置單元可以是鍵盤，開關、按鈕、撥碼、跳線，可以有輔助的顯示元件，可以是通過usb、網線或無線連接的計算機，或其他數碼設備，設置結束後可以斷開連接。
權利要求
1.一種照明裝置，包括照明單元，視場亮度採集單元，功率驅動單元，設置單元，控制單元；視場亮度採集單元、功率驅動單元、設置單元均與控制單元相連，功率驅動單元與照明單元相連；控制單元中包括延時模塊。
2.一種如方案I所述的裝置，特徵是所述照明單元包括兩種以上顏色的照明子單元，所述亮度採集單元為彩色亮度採集單元。
3.一種如方案I所述的裝置，特徵是所述照明單元包括三種顏色的照明子單元，這三種顏色是三原色，所述亮度採集單元為彩色亮度採集單元。
4.一種如方案I所述的裝置，特徵是所述照明單元包括紅綠藍三種顏色的照明子單元，所述亮度採集單元為彩色亮度採集單元。
5.一種如方案I所述的裝置，特徵是所述照明單元是LED、白熾燈、螢光燈、滷鎢燈、鈉燈或有機EL發光元件。
6.一種如方案2，3或4所述的裝置，特徵是所述照明子單元是對應顏色的LED，或所述照明子單元是白熾燈加對應顏色的濾光片。
7.一種如方案I所述的裝置，特徵是所述視場亮度採集單元是攝像頭或光敏二極體。
8.一種如方案2，3或4所述的裝置，特徵是所述視場亮度採集單元是彩色攝像頭或光敏二極體加對應顏色的濾光片。
9.一種照明方法，包括以下步驟 用視場亮度採集單元採集視場的亮度信號，由控制單元將此信號跟期望值比較，若有偏差，則給亮度控制單元發出補償信號，而亮度控制單元據此調整輸出到照明單元的功率，改變視場亮度。
10.一種照明方法，包括以下步驟 包括對應兩種以上顏色的步驟，對應每種顏色的步驟包括用視場亮度採集單元採集視場的亮度信號，由控制單元將此信號跟期望值比較，若有偏差，則給亮度控制單元發出補償信號，而亮度控制單元據此調整輸出到照明單元的功率，改變視場亮度。
11.一種照明方法，包括以下步驟 包括對應三原色的三組步驟，每組步驟包括用視場亮度採集單元採集視場的亮度信號，由控制單元將此信號跟期望值比較，若有偏差，則給亮度控制單元發出補償信號，而亮度控制單元據此調整輸出到照明單元的功率，改變視場亮度。
12.一種照明方法，包括以下步驟 包括對應紅綠藍三色的三組步驟，每組步驟包括用視場亮度採集單元採集視場的亮度信號，由控制單元將此信號跟期望值比較，若有偏差，則給亮度控制單元發出補償信號，而亮度控制單元據此調整輸出到照明單元的功率，改變視場亮度。
13.一種如方案9所述的方法，特徵是所述照明元件是LED、白熾燈、螢光燈、滷鎢燈、鈉燈或有機EL發光元件。
14.一種如方案10、11或12所述的方法，特徵是所述照明元件是對應顏色的LED，或所述照明子單元是白熾燈加對應顏色的濾光片。
15.一種如方案9所述的方法，特徵是所述視場亮度採集單元是攝像頭或光敏二極體。
16.一種如方案10、11或12所述的方法，特徵是所述視場亮度採集單元是彩色攝像頭或光敏二極體加對應顏色的濾光片。
全文摘要
一種照明裝置，包括照明單元，視場亮度採集單元，功率驅動單元，設置單元，控制單元；視場亮度採集單元、功率驅動單元、設置單元均與控制單元相連，功率驅動單元與照明單元相連；控制單元中包括延時模塊。
文檔編號H05B37/02GK102821519SQ20121027669
公開日2012年12月12日 申請日期2012年8月6日 優先權日2012年8月6日
發明者曹建軍 申請人:湖北天罡投資有限公司