CN103906990B - 使用***波束照明器的距离估计 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于确定从传感器到照明器的距离的方法。该照明器至少包括被配置成发射适于照射预定义区域的第一光束的第一光源，以及被配置成发射适于照射围绕预定义区域的背景区域的第二光束的第二光源。可以例如包含在另一个照明器内的传感器被配置成检测向后反射的第一光束和向后反射的第二光束。该方法包括至少部分地基于指示检测的向后反射的第一光束的信号强度的信息与指示检测的向后反射的第二光束的信号强度的信息的比较确定从传感器到照明器的距离。

Description

使用***波束照明器的距离估计

技术领域

本发明的实施例总体上涉及光照***领域，并且更具体地，涉及一种用于估计到***波束照明器的距离的方法和***。

背景技术

随着发光二极管（LED）的效能（以流明每瓦测量）和光通量（以流明测量）继续增加并且价格继续下降，LED光照和基于LED的照明器正变成迄今占主导的用于提供大面积光照的常见灯泡或者基于管发光的灯的可行替代方案且处于和它们有竞争力的水平。

通过使用LED，有可能减少能耗——非常符合当前环境趋势的要求。此外，作为具有甚至在使用紧凑的LED时也提供明亮的光的可能性的结果，提出了大大不同于包括常见灯泡的标准照明***的若干照明***。与此相符且借助于使用LED代替灯泡，也给予用户对于例如与强度调光控制或者波束方向有关的照明***光照功能的更加灵活的控制。

WO 2011/039690中公开了这样的照明***的一个实例，描述了如图1中所示包括两个发光部分102和104的模块化照明器100。这两个部分可单独地控制，并且被配置成提供互补的波束样式（pattern）。部分102包括光源106并且适于生成照射窄的任务区域的相对较窄的光束。部分104包括光源108并且适于生成相对较宽的蝙蝠翼型光束，该光束提供围绕任务区域的背景区域的周围光照。除了提供与常规办公室照明器相比较低成本和较高舒适水平的优点之外，这样的***波束照明器允许实现具有更高的节能的局部调光照明解决方案，因为它允许选择性地对不在占用的任务区域正上方的照明器具进行调光。然而，即使对于这样的高级照明器，也总是希望设法甚至进一步降低能耗。

发明内容

依照本发明的一个方面，提供了一种用于确定从传感器到照明器的距离的方法。该照明器为***波束照明器，包括被配置成发射具有不同波束样式的光束的至少两个光源。该照明器的第一光源被配置成发射适于照射预定义区域的第一光束，并且第二光源被配置成发射适于照射围绕预定义区域的背景区域的第二光束。可以例如包含在另一个照明器内的传感器被配置成检测向后反射的第一光束和向后反射的第二光束。该方法包括至少部分地基于指示检测的向后反射的第一光束的信号强度的信息与指示检测的向后反射的第二光束的信号强度的信息的比较确定从传感器到照明器的距离。

当在本文中使用时，术语光源的“波束样式”指的是给出所有空间方向上的每立体角的通量的光源的强度分布。

第一光源可以被配置成发射具有相对较窄的波束样式（所谓的“任务波束”）的光束，适于照射预定义区域，例如2x25 - 2x35度半高全宽（FWHM）。通过这种方式，任务波束可以在典型的办公室布局中覆盖与单个照明器关联的区域。任务波束的波束样式优选地限制在近似2x50度的截止角度内，以便避免任务波束照射相邻照明器之下的区域。

第二光源可以被配置成发射具有相对较宽的波束样式（所谓的“周围波束”）的光束，适于照射围绕利用任务波束照射的预定义区域的背景区域。周围波束的波束样式优选地为中空状的，例如在0度处具有低强度并且在30度与45度之间具有峰值强度的波束样式，其中当在本文中使用时，措辞“中空状光束”指的是在中心留下相对较暗的区域的光束。周围波束的波束样式优选地用来照射近似2x20度（以便与任务波束具有平滑的重叠）与2x60度（大约65度是欧洲办公室照明器的典型截止角度，以便避免间接眩光）之间的区域。在世界的其他地区，关于眩光的规范通常不太严格。对于这些地区而言，峰值强度和波束截止可以移到更大的角度。

此外，当在本文中使用时，措辞“光源的向后反射的波束”、“光源的向后反射的信号”及其变型涉及不是作为光源直接照射传感器的结果，而是作为光源生成的一个主要方向上的波束在基本上相反的方向上被反射的结果而入射到传感器上的波束。图2A和图2B示意性地图示出传感器的直接或向前反射的光照与向后反射的光照之间的差异。如图2A中所示，安装在办公室空间202的天花板201中的照明器200包括发射第一光束204（任务波束）的第一光源203和发射第二光束206（周围波束）的第二光源205。安装在例如办公室空间202的地板或者工作平面区域207上的传感器216被第一光束204直接照射。传感器216也被波束208照射，该波束是第二光束206从例如墙壁209的点A或者某个其他物体向前反射的结果。点A处的反射很可能是漫射的，其在图2A中利用起源于点A的多个波束示出，波束208在这些波束之中。当然，点A处的反射也可以是镜面的，其中只有波束208是最终得到的向前反射的波束。

与图2A形成对照的是，如果传感器216也安装在天花板201中的某处，例如如果传感器216如图2B中所示包含在照明器200内，那么传感器216将被作为第一光束204从例如地板或工作平面区域207向后反射的结果的波束210照射，并且被作为第二光束206从点A漫射性向后反射的结果的波束212照射。波束210和212的主要传播方向与波束204、206和208的主要传播方向相反。因此，像波束210和212那样的波束称为“向后反射的”波束。

本发明的实施例部分地基于以下认识：照明器的最佳调光水平取决于存在于诸如例如开放式办公室之类的结构中的照明器之间的距离。特别地，最佳调光水平取决于任务照明模式下的照明器与照明器，即存在某人的地点处的照明器之间的距离。由于最佳调光水平下的操作允许降低照明***的能耗，因而希望的是能够以自动的方式且在任何时间（即动态地）估计安装在特定结构中的照明器之间的距离。为此目的，本发明的实施例进一步基于以下认识：当采用***波束照明器时，照明器的如优选地包含在另一个照明器内的传感器所检测的任务和周围波束的向后反射的信号的差异取决于从该照明器到传感器（即到另一个照明器，即包括传感器的照明器）的距离。特别地，可能地如下文中所描述的通过周围波束的流明输出归一化的检测的向后反射的周围光束的信号强度与可能地通过任务波束的流明输出归一化的检测的向后反射的任务光束的信号强度之间的比值指示从传感器到发射照明器的距离。结果，通过比较指示检测的向后反射的任务波束和检测的向后反射的周围波束的信号强度的信息，有可能得出关于从传感器到照明器的距离的结论。

在一个实施例中，确定从传感器到照明器的距离的步骤包括在所确定的比值小于1.1，优选地小于1.0，最优选地小于0.8时确立照明器为相对于传感器的相邻照明器，以及在其他情况下确立照明器为相对于传感器的长距离照明器。

在一个实施例中，获得的关于从传感器到照明器的距离的信息可以用来通过以考虑照明器之间的距离的方式设置一个或多个照明器的调光水平而降低照明***的能耗。

尽管在比较检测的向后反射的任务和周围波束的信号强度的绝对值（或者那些值的推导值）方面解释了本发明的实施例，但是本领域技术人员应当认识到，有时需要对那些值归一化以便获得有意义的比较。检测的向后反射的信号的信号强度的绝对值取决于每个光束中的发射的通量，该通量对于任务和周围波束不一定是相等的。因此，为了考虑每个波束的发射的通量的差异，优选的是通过生成每个向后反射的波束的光源的流明输出对该波束的检测的信号强度归一化。通过该归一化，信号变得与光源的设置无关。因此，在一个实施例中，指示第二照明器的检测的向后反射的任务和周围波束的信号强度的信息有利地通过关于生成各波束中的每一个的光源的流明输出对第二照明器的检测的向后反射的任务和周围波束的信号强度归一化而确定。

在一个实施例中，为了从第一和第二光源获得不同的波束样式，每个光源可以包括诸如例如一个或多个发光元件（例如LED）之类的光发射器以及关联的波束定形光学器件。可以用于LED的可能的材料包括：无机半导体，诸如例如GaN、InGaN、GaAs、AlGaAs；或者有机半导体，诸如例如基于Alq3的小分子半导体或者基于例如聚（对亚苯基亚乙烯基）和聚芴的派生物的聚合物半导体。关联的波束定形光学器件可以包括适当设计的透镜、TIR（全内反射）准直器或者金属反射器。波束定形光学器件可以被配置成生成特定宽度/样式的波束。例如，对于被配置成生成任务波束的第一光源而言，波束定形光学器件可以被设计成生成与办公桌的尺寸相应或者与通过典型的照明器间隔在两个方向上限定的区域相应的波束（后者对于其中不知道桌子相对于照明器位于何处的实现方式是特别有利的）。对于被配置成生成周围波束的第二光源而言，波束定形光学器件可以被设计成生成具有与任务波束的形状相应的相对较低强度部分且适于照射周围的背景区域的波束。按照这种方式，第一和第二光源可以适于例如提供互补的波束样式以便获得照明器的平滑的总波束样式。

此外，第一光源的发射优选地与第二光源的发射独立地进行控制，以便允许在任务区域处和在围绕任务区域的背景区域处实现不同的光照水平。如上面所描述的，第二光源提供的中空状波束样式可以使用至少一个发光元件以及被设计成创建中空波束形状的关联的波束定形光学器件而生成。可替换地，第二光束可以使用第二光源的第一和第二发光元件生成，第二光源的第一和第二发光元件可相对于第一光源的发光元件单独地控制，第二光源的第一和第二发光元件中的每一个被配置成生成互补的波束样式，这些互补的波束样式一起被配置成创建中空状波束样式。

在一个实施例中，第一光束可以包括编码于其中的第一数据并且第二光束可以包括编码于其中的第二数据，所述数据以诸如例如WO2006/111930或WO2008/050294中所描述的用于将数据编码到光源的亮度输出中的任何常规方式编码。在一个另外的实施例中，第一和第二数据可以包括至少允许传感器区分第一和第二光源的检测的向后反射的波束和/或允许唯一标识生成该波束的光源的数据。在其他实施例中，可以在每个波束中编码附加的信息，诸如例如各光源生成的流明输出、光源的驱动器设置，和/或可能与光源有关的任何其他信息。

依照本发明的其他方面，也公开了一种用于实现上面的方法的控制器以及供上面的方法和/或控制器使用的各种不同的照明器。再者，本公开涉及一种具有用于执行本文描述的各种不同的功能的、可能地分布式的部分的计算机程序，并且涉及一种用于这样的软件部分的数据载体。

依照本发明的又一个方面，提供了一种用于诸如例如办公室空间之类的结构的照明***。该照明***包括***控制单元和多个照明器。每个照明器包括：第一光源，其被配置用于发射适于照射预定义区域的第一光束；第二光源，其被配置用于发射适于照射围绕预定义区域的背景区域的第二光束；传感器，其被配置用于至少检测另一个照明器的向后反射的第一光束和向后反射的第二光束；以及接口，其被配置用于向***控制单元提供指示检测的向后反射的第一光束的信号强度的信息和指示另一个照明器的检测的向后反射的第二光束的信号强度的信息。***控制单元被配置用于获取由所述多个照明器中的至少一些的传感器检测的信息，至少部分地基于获取的信息确定所述多个照明器中的至少两个照明器之间的距离，并且至少部分地基于确定的距离控制所述多个照明器中的至少一些的第一光源和/或第二光源。***控制单元也可以获取用于所述结构的任务和背景区域照明水平配置，并且控制所述多个照明器中的至少一些的第一和第二光源，使得由所述多个照明器产生的总光照样式与用于所述结构的任务和背景区域照明水平配置相应。按照这种方式，可以实现照明器的集中式管理。

在下文中，将进一步详细地描述本发明的实施例。然而，应当理解的是，该实施例不可以被视为限制了本发明的保护范围。

附图说明

在所有图中，粗略画出的维度仅仅用于图示，并没有反映真实的维度或比值。所有图都是示意性的并且未按照比例。特别地，厚度相对于其他维度被夸大。此外，有时为了清楚起见从附图中省略了诸如LED芯片、导线、衬底、外壳等等之类的细节。

图1图示出依照现有技术的模块化***波束照明器；

图2A图示出传感器被直接和向前反射的波束照射；

图2B图示出传感器被向后反射的波束照射；

图3图示出依照本发明一个实施例的包括多个照明器的光照***；

图4为依照本发明一个实施例的光照***的框图；

图5图示出依照本发明一个实施例的示例性***波束照明器在开放式办公室中的光分布；

图6图示出依照本发明一个实施例的置于开放式办公室、单元格（cell）办公室和走廊中的示例性***波束照明器的直接或向前反射的波束的光分布的比较；

图7图示出依照本发明一个实施例的置于开放式办公室、单元格办公室和走廊中的示例性***波束照明器的向后反射的波束的光分布的比较；

图8图示出依照本发明一个实施例的针对开放式办公室的向后反射的周围波束和任务波束的信号强度的比值与距离的关系；以及

图9图示出依照本发明一个实施例的针对单元格办公室的向后反射的周围波束和任务波束的信号强度的比值与距离的关系。

具体实施方式

在以下描述中，阐述了许多具体的细节以便提供对于本发明的更加透彻的理解。然而，本领域技术人员应当清楚的是，可以在没有这些具体细节中的一个或多个的情况下实施本发明。在其他情况下，没有描述公知的特征以便避免使本发明模糊不清。

图3示出了具有安装的光照***310的结构300——在这种情况下为房间。光照***310包括一个或多个照明器320以及控制照明器320的一个或多个控制器（图3中未示出）。光照***310可以进一步包括允许用户控制光源320的遥控器330。尽管图3示出了每个照明器320生成单个波束，但是这仅仅是意在表明照明器320用来提供结构300的光照的示意图，而如下文中所描述的，每个照明器320优选地为生成具有不同波束样式的两个光束的***波束照明器。

图4为依照本发明一个实施例的光照***400的示意图。光照***400可以用作图3中图示出的结构300中的光照***310。如图所示，光照***400包括至少一个***波束照明器420，所述照明器至少包括第一光源422、第二光源424和传感器426，并且被配置成依照光设置生成光。光照***400进一步包括被配置成控制照明器420的照明器控制单元410。此外，光照***400包括控制器430，该控制器用于至少确定照明器420的周围环境中的物体的存在性和/或确定从照明器420到光照***400中的其他照明器的距离。

照明器控制单元410和控制器430中的每一个可以包括微处理器、微控制器、可编程数字信号处理器或者另一个可编程设备。它们也可以或者改为包括专用集成电路、可编程门阵列或可编程阵列逻辑、可编程逻辑设备或者数字信号处理器。在照明器控制单元410或者控制器430包括诸如上面提到的微处理器、微控制器或者可编程数字信号处理器之类的可编程设备的情况下，该处理器可以进一步包括控制可编程设备的操作的计算机可执行代码。此外，照明器控制单元410和/或控制器430可以装备有用于允许使用例如遥控器330遥控照明水平配置的通信电路***和/或用于存储数据的存储器。

在其他实施例中，光照***400可以包括附加照明器以及控制附加照明器的附加照明器控制单元。例如，光照***400可以进一步包括第二分列波束照明器440，该照明器可以至少包括第一光源442和第二光源444，并且可选地也包括与传感器426相似的传感器446。这样的实施例将在本文中参照控制各个不同的照明器的单个照明器控制单元（***照明器控制单元410）进行描述。然而，本领域技术人员应当认识到，***照明器控制单元410可以包括用于光照***400中包括的每个照明器的单独的控制器，可能地，每个照明器内包括一个这样的照明器控制单元。类似地，实施例在本文中参照针对光照***400中包括的所有照明器确定物体的存在性的单个控制器430进行描述，在其他实施例中，诸如控制器430之类的单独的控制器可以与所述照明器中的每一个关联并且可能地包含于每一个所述照明器内。

现在，更详细地描述照明器420的操作。第二照明器440的操作与照明器420的操作基本上相同，并且因而为了简洁起见，在这里不重复其描述。

照明器420的光源422和424被配置成使得发射具有不同波束样式的光束。为此目的，光源422和424中的每一个可以包括诸如例如一个或多个LED（图4中未示出）之类的一个或多个发光元件以及关联的波束定形光学器件（图4中也未示出），所述波束定形光学器件使得光源422和424能够提供具有不同的预定波束样式的光束。如上面所讨论的，第一光源422被配置成提供具有例如2x25度FWHM的相对较窄的波束样式的任务波束，而第二光源424被配置成提供具有相比较而言更宽的、优选地中空的波束样式的周围波束，例如具有中空的中心并且在30度与40度之间具有峰值强度的波束。在一个实施例中，用于光源422和424的相应波束定形光学器件可以包括适当设计的透镜，其可以通过例如以包含这样的透镜的阵列的板的形式注射成型而制造。在可替换的实施例中，波束定形光学器件可以包括例如TIR准直器或者金属反射器。

照明器420的传感器426可以是任何常规的光传感器，优选地为宽角光传感器，包括光电检测器并且可能地包括处理单元，适于检测并且能够区分光源422和424生成的任务波束和周围波束的向后反射的信号。此外，传感器426可以进一步适于检测并且能够区分由不同于其中包括传感器426的照明器420的照明器的光源生成的向后反射的任务波束和周围波束，诸如例如由照明器440的光源442和444生成的波束。在一个实施例中，除了具有宽角光传感器之外，传感器426也可以包括第二存在性传感器（图4中未示出），例如被动红外（PIR）或超声存在性传感器，其具有基本上与光源422的任务波束重叠的检测锥（即窄角传感器）。这样的实施例可能有利于检测任务波束照射的区域中的存在性。与本发明实施例有关的传感器426的功能在下文中更详细地进行讨论。

本领域技术人员应当认识到，即使传感器426在图4中被示为包含在照明器420内，在其他实施例中，传感器426可以与照明器420分开地实现，只要它仍然能够就像它包含在照明器内一样在基本上相同的信号强度下检测照明器420生成的向后反射的任务波束和周围波束。这意味着传感器420可以安装在照明器420邻近，使得这样的传感器与包含在照明器内的相似传感器之间的向后反射的信号的检测的信号强度的差异可忽略不计。

光照***400被配置成如下操作。如图4中所示，将用于光照***400的光设置提供给驱动信号生成器450（其可选地可以包含在光照***400内）。光设置指示照明器420和440中的每一个的两个光源中的每一个的平均流明输出例如就例如以流明限定的光功率和颜色而言应当是什么。光设置可以由用户经由遥控器330提供，或者可以被预先编程并且从控制场景设置的外部单元提供。可替换地，光设置可以被预先编程并且存储在驱动信号生成器450内或者光照***400内的存储器中。驱动信号生成器450将光设置转化成用于光照***400内的不同光源的不同电驱动信号，并且将这些驱动信号提供给***照明器控制单元410。这些驱动信号进而控制光照***400的每个照明器内的不同光源的调光水平。对于每光源的恒定调光水平而言，从驱动信号生成器450提供给***照明器控制单元410的驱动信号包括以特定帧周期重复的重复脉冲样式，即所谓的“驱动样式”。用于对光源调光的各种不同的方法对于本领域技术人员是已知的，并且因而在这里不详加描述。这些方法包括例如脉宽调制、脉冲密度调制或者振幅调制。

在一个实施例中，***照明器控制单元410可以进一步被配置成接收来自数据源460的数据信号465。数据信号465包括这样的数据，***照明器控制单元410可以被配置成将这样的数据嵌入到由光照***400中的照明器的光源生成的光束中的至少一些光束中。该数据可以表示例如光照***400、照明器420和/或其光源422和424的局部化标识，其能力和当前光设置，或者可能与光照***400有关的其他类型的信息。可替换地或者此外，预期嵌入到光束中的数据可以预先存储在光照***400内，例如存储在***照明器控制单元410中，和/或从与数据源460不同的源，例如从控制器430获得。

于是，***照明器控制单元410被配置成通过调制应用到光源的驱动信号而将该数据嵌入到由那些光源生成的至少一些光束中。用于将数据嵌入到光源的流明输出中的各种不同的方法对于本领域技术人员是已知的，并且因而不在这里详加描述。

图5图示出依照本发明一个实施例的示例性***波束照明器在开放式办公室中的光分布。该***波束照明器可以例如是上面描述的照明器420，其可以是图3中图示出的照明器320之一，而办公室可以是结构300。当在本文中使用时，措词“开放式办公室”指的是相对开阔的空间，其中照明器可以被认为被安装成使得在其周围环境中不存在像“单元格办公室”（即划分成小隔间的办公室空间）中或者相对较窄的走廊中存在的壁或者高橱柜。

图5的水平轴图示出以米为单位的位置，其中块520图示出诸如例如图3中所示的照明器320之类的照明器，其中照明器520中的每一个可以是上面描述的照明器420。图5的垂直轴图示出对数标度上的检测的光束（勒克斯水平）。

在图5中，只有所有照明器520中左起第三个照明器在发射光。考虑该发射照明器是照明器420，这意味着光源422正在生成任务波束并且光源424正在生成周围波束。

曲线502和504分别图示出如工作平面高度的勒克斯传感器所检测的任务波束和周围波束的信号强度，其中该传感器被分别由光源422和424生成的直接和/或向前反射的任务波束和周围波束照射。如根据曲线502和504的比较清楚地看到的，任务波束（曲线502）比周围波束（曲线504）更局部化。

曲线512和514图示出如天花板处的勒克斯传感器所检测的向后反射的任务波束和周围波束的信号强度，该传感器例如是发射照明器中包括的传感器426。利用曲线512和514图示的任务波束和周围波束的向后反射的信号之间的差异没有其中直接光照具有主导性贡献的曲线502和504那么明显，但是在由发射照明器中包括的传感器测量时，仍然存在检测的向后反射的任务波束和周围波束的信号强度的明显差异。

图6和图7中的每一幅图示出依照本发明一个实施例的置于包括开放式办公室、单元格办公室和走廊的不同结构中的示例性***波束照明器的光分布（归一化到源的流明输出的勒克斯水平）的比较。再一次地，***波束照明器可以例如为上面描述的照明器420，其可以是图3中图示出的照明器320之一，而所述不同结构中的每一个可以是结构300。为了获得图6和图7的光分布，所考虑的开放式办公室是一个宽敞的开放办公室，照明器安装在中心，使得在围绕照明器的区域中基本上没有物体，单元格办公室是3.6x5.4米（m）单元格办公室，并且走廊是2m宽的走廊。开放式办公室、单元格办公室和走廊在发射照明器的周围环境中的壁的存在性方面不同，开放式办公室在照明器的周围环境中具有最少的诸如壁之类的物体（如果有的话），单元格办公室在照明器的周围环境中具有更多的物体（壁），并且走廊在照明器的周围环境中具有最多的物体（壁）。

在图6和图7中，曲线612和712中的每一个表示由光源422生成的任务波束在开放式办公室中的光分布，曲线614和714中的每一个表示由光源424生成的周围波束在开放式办公室中的光分布，曲线622和722中的每一个表示由光源422生成的任务波束在单元格办公室中的光分布，曲线624和724中的每一个表示由光源424生成的周围波束在单元格办公室中的光分布，曲线632和732中的每一个表示由光源422生成的任务波束在走廊中的光分布，并且曲线634和734中的每一个表示由光源424生成的周围波束在走廊中的光分布。图6图示出如由检测直接和/或向前反射的光束的传感器，例如置于所述结构的地板上或者工作平面区域处的传感器所测量的光分布，而图7图示出如由检测向后反射的光束的传感器，例如集成到所述结构的天花板中的传感器所检测的光分布。

在图6和图7二者中，水平轴图示出检测流明输出的传感器在测量平面（即测量的地板/工作平面平面或者天花板平面）中的以毫米（mm）为单位测量的位置，而垂直轴图示出关于各光源生成的光束的以流明（lm）为单位测量的流明输出归一化的光束的检测的照度（以勒克斯为单位测量）。对于这两幅图而言，发射照明器420位于1200mm的位置处。因此，在这两幅图中，位置1200mm也是检测的亮度水平最高的地方。这意味着当传感器426包含在1200mm位置处的发射照明器420内或者充分接近照明器420（即它检测向后反射的信号，图7）时，这样的传感器将检测到照明器420生成的信号的最高值，这些值可以在每条曲线712、714、722、724、732和734与指示1200mm位置的垂直虚线701的交叉点处获得。

由于图6中所示的该分布主要由直接光照决定，因而壁的影响非常小，这可以从曲线612、614、622、624、632和634的分析中看出。因此，图6说明了壁的存在不易于根据直接/向前反射的光照分布图推断。形成对照的是，当光传感器集成到照明器中，即它感测照明器水平处的向后反射的光时，由壁的存在引起的两种效应可以在这样的传感器检测的光分布中观察到，如图7中所示。再一次地，对于集成到发射照明器内的传感器而言，应当考虑图7中每条曲线712、714、722、724、732和734与垂直虚线701的交叉点处的照度值。

可以从分析图7的光分布中观察到的第一效应是，向后反射的波束的信号强度（对于任务波束和周围波束二者）随着更多物体置于照明器的周围环境中而增加。对于任务波束而言，这可以通过比较曲线712、722和732而看出。如图7中所示，利用曲线732图示出的走廊（即“最多物体”的情形）中的向后反射的任务波束的信号强度大于利用曲线722图示出的单元格办公室（即“比走廊更少物体”的情形）中的向后反射的任务波束的信号强度，后者反过来大于利用曲线712图示出的开放式办公室（即“没有物体”的情形）中的向后反射的任务波束的信号强度。该效应本身可以用来导出关于照明器的周围环境中的物体的存在性的信息。然而，这应当小心地进行，因为信号强度本身可能不是一种非常可靠的触发器，因为该信号强度可能受诸如壁涂料、地板覆盖物、家具等等之类的许多因素影响。

然而，第二效应可以用作用于壁或者至少非常大的垂直物体的存在性的相对鲁棒的触发器。由壁的存在而引起的第二效应是，向后反射的任务光束和向后反射的周围光的相对强度改变顺序。如图7中所示，在发射照明器的周围环境中没有壁的开放式办公室中，向后反射的任务波束的信号强度（曲线712）大于向后反射的周围波束的信号强度（曲线714）。这种关系在照明器的周围环境中存在壁时变为相反，如针对图7的单元格办公室和走廊曲线可以看出的。如图7中所示，在发射照明器的周围环境中具有一些壁或者其他物体的单元格办公室中，向后反射的周围波束的信号强度（曲线724）变得大于向后反射的任务波束的信号强度（曲线722）。在发射照明器的周围环境中具有甚至更多的壁或者其他大的垂直物体的走廊中，该效应甚至更加显著。像单元格办公室那样，走廊中的向后反射的周围波束的信号强度（曲线734）也大于向后反射的任务波束的信号强度（曲线732），向后反射的周围波束和任务波束的信号强度之间的差异针对走廊的情况（即曲线734与732之间的差异）比针对单元格办公室的情况（即曲线724与722之间的差异）更大。向后反射的周围波束的信号强度变得比向后反射的任务波束的信号强度更大的效应可以通过以下事实解释：由于壁的存在，周围光的向后反射强于任务光的向后反射，而在开放空间中，任务光的向后反射更强。如前面所说明的，第二效应可以用来确定发射照明器的周围环境中的物体，尤其是相对较大的垂直物体的存在性。为此目的，返回到图4中所示的照明器420，传感器426可以检测分别由光源422和424生成的任务波束和周围波束的向后反射的波束，并且可能地在传感器426的处理单元中的某种处理之后，将检测的信号强度的值或者其导出值提供给控制器430。

存在传感器426可以如何被配置成区分照明器420生成的向后反射的任务波束和向后反射的周围波束的各种不同的方式。在一个优选的实施例中，传感器426可以被配置成基于如上面所描述的任务波束和周围波束中的每一个中编码的光源的标识进行这样的区分。然而，存在为本领域技术人员所知并且因而预期处于本发明的范围内的传感器426进行这样的区分的许多其他的方式。例如，传感器426可以区分向后反射的任务波束和周围波束，因为这些任务波束和周围波束是不同光谱成分的波束。此外或者可替换地，光源422和424可以被配置成顺序地（即不同时地）发射其各自的波束，并且传感器426可以与这样的发射同步，使得传感器426将能够区分检测的向后反射的信号。

控制器430至少包括：接口，其用于接收来自传感器426以及可选地来自诸如例如驱动信号生成器450之类的其他实体的数据；处理单元，其用于处理数据；以及可能地还有存储器，其用于存储数据（图4中未示出控制器430的接口、处理单元和可选的存储器）。控制器430可以进一步通过例如关于照明器420的光源生成的波束的流明输出或者指示流明输出的诸如例如驱动器设置之类的一些信息对传感器426测量的信号强度归一化而处理接收自传感器426的值。在一个实施例中，控制器430可以获得指示由光源422和424中的每一个生成的波束的流明输出的信息，因为该信息例如编码在这些光源产生的光束中。在另一个实施例中，关于流明输出的信息可以由照明器控制单元410提供给控制器430，或者可以预先编程到控制器430中。作为控制器430执行由传感器426测量的数据的处理的替换方案，在传感器426装备有如传感器典型地装备的某种处理单元的情况下，这样的处理也可以类似地在传感器426中进行。当然，指示检测的信号强度的信息也可以在传感器426中和在控制器430中进行处理。

于是，控制器430的处理单元可以被配置成基于指示检测的向后反射的任务波束和周围波束的信号强度的信息的比较确定围绕照明器420的区域中是否存在物体。控制器430的处理单元可以被配置成在检测的向后反射的周围波束的信号强度（或者其导出值）大于检测的向后反射的任务波束的信号强度的情况下确立一个或多个物体存在于照明器420的周围环境中，并且否则确立不存在这样的物体。

如本文中先前所讨论的，***波束照明器的光源的最佳调光水平强烈地取决于需要照射的空间类型，或者换言之，取决于围绕照明器的区域中的物体的存在性。在规则的小单元格办公室中，所需的调光水平典型地比在开放空间办公室中高大约20%，以便保证至少500勒克斯的任务照明水平。这至少部分地由小办公室的壁处的光吸收造成，其中典型地可以针对壁假设50%的吸收。然而，在较大的办公室中，这些损耗可以被忽略。此外，照明器的任务波束和周围波束的相对调光水平在单元格办公室中也可以根据所需的光效而不同。为了改进节能，可能有利的是相对于任务波束减少周围波束，使得壁处的光损耗可以降低。然而，为了改进视觉舒适性，壁处的周围光束可以相对于任务光增加，因为房间中的光水平感知由壁和橱柜的垂直照度而不是由任务区域的水平照度主导。在任何情况下，靠近壁定位的***波束照明器的调光水平优选地应当不同于大办公室中间的相同照明器的调光水平。因此，控制器430于是可以被配置成向照明器控制单元410提供依照围绕照明器420的区域中是否存在物体的所述确定调节照明器420的第一和/或第二光源的调光水平的指令。例如，当控制器430确定围绕照明器420的区域中存在物体时，可以如上面所描述的将任务波束和周围波束的调光水平调节到“壁模式”。

在一个实施例中，除了允许通过检测照明器420生成的向后反射的任务波束和周围波束确定照明器420的周围环境中的物体存在性之外或者代替它的是，传感器426可以用来允许估计从照明器420到光照***400内的另一个照明器（例如第二照明器440）的距离。

如上面所描述的，第二照明器440至少包括类似于上面描述的光源422和424的分别被配置成发射任务光束和周围光束的第一光源442和第二光源444。第一照明器420的传感器426于是可以被配置成检测由第二照明器440的光源生成的向后反射的任务波束和周围波束。为此目的，传感器426可以被配置成以上面描述的用于区分第一照明器420的不同波束的方式之一区分第二照明器440的检测的向后反射的任务波束和周围波束。再一次地，在一个优选的实施例中，所述区分可以基于第二照明器440生成的任务光束和周围光束中包括的唯一标识代码而进行。

传感器426然后将检测的值提供给控制器430，可能地如上面针对检测自照明器420的信号所描述的对这些值进行某种处理，其将比较指示第二照明器的检测的向后反射的任务波束和周围波束的信号强度的信息以便估计从传感器426到第二照明器440的距离。当传感器426包含在照明器420内或者充分接近照明器420时，估计的距离也是照明器420与440之间的距离。

为了更好地理解如何可能按照这种方式估计距离，可以再次考虑图7。如上面所描述的，图7的水平轴图示出测量信号的传感器的位置，并且为了确定照明器周围环境中的存在性，考虑沿着虚线701检测的亮度值。现在，考虑发射照明器（照明器440）仍然位于图7上的位置1200mm上处，位于例如位置-1200mm的传感器将检测沿着虚线702的值。如根据比较图7中所示的针对传感器在测量平面中的不同位置的六条曲线的值，尤其是根据比较沿着线701的值和沿着线702的值可以看出的，发射照明器的检测的向后反射的任务波束和周围波束之间的差异随着传感器被定位成离发射照明器越来越远而减小。该效应可以用来确定从其中传感器对另一个照明器的向后反射的任务波束和周围波束进行测量的照明器到实际生成被测量的任务波束和周围波束的所述另一个照明器的距离。

图8图示出针对开放式办公室的向后反射的周围波束和任务波束的信号强度的比值与距离的关系。如图8中利用曲线801所示，该比值在发射照明器的地点处（即在位置1200mm处）最小，并且然后随着距离而增大。有鉴于此，当包括检测来自另一个照明器的向后反射的信号的传感器的照明器可以被认为是该另一个照明器的最近邻时，控制器430可以例如配置有用于该比值的预定截止值。例如，基于由第一照明器420的传感器426进行的向后反射的信号的测量，控制器430可以被配置成确定所述比值并且然后在所确定的比值小于1.1，优选地小于1.0并且最优选地小于0.8的情况下指示第二照明器440为照明器420的最近邻。如果该比值大于预定值，那么第二照明器440将被认为是相对于照明器420的长距离照明器。

可替换地或者此外，控制器430可以设有包含不同比值以及照明器之间的相应距离的查找表，并且被配置成基于比较第二照明器的向后反射的任务波束和周围波束的归一化信号强度（即确定所述比值）且然后查找用于与该比值相应的距离的值而确定距离。

在一个实施例中，除了基于第二照明器的向后反射的任务波束和周围波束的归一化信号强度的比较确定到第二照明器的距离之外，控制器430可以有权访问可以用来确定所确定的距离的精度、校正所确定的距离和/或补充距离的确定的附加信息。例如，第二照明器440的传感器446可以被配置成检测由第二照明器440生成的任务波束和周围波束的向后反射的信号的相对信号强度（即图7中位置1200处的值），并且然后所检测的相对信号强度可以被编码到由照明器440生成的光束中，或者以某种其他方式提供给控制器430。控制器430于是可以被配置成将如第一照明器420的传感器426所检测的第二照明器440的周围波束和任务波束的相对信号强度与发射源处的局部信号强度（即从照明器440处的测量提供的值）进行比较以便获得指示第二照明器生成的光束的信号强度的降低的信息。控制器430然后可以使用所获得的关于信号强度的降低的信息以补充第一照明器420与第二照明器440之间的距离的确定，或者检查和/或校正基于如第一照明器的传感器所检测的第二照明器的向后反射的任务波束和周围波束的比较所确定的距离。按照这种方式，控制器430可以具有三个用于确定到第二发射照明器的距离的输入：如第一照明器中的传感器所检测的向后反射的任务波束和周围信号的比值；向后反射的任务信号的从由第二照明器中的传感器检测的值到第一照明器中的传感器检测的值的减小；以及向后反射的周围信号的从第二照明器中的传感器检测的值到第一照明器中的传感器检测的值的减小。

图9图示出针对单元格办公室的向后反射的周围波束和任务波束的信号强度的比值与距离的关系。与图8的曲线801相比较，如图9中利用曲线901所示，在单元格办公室中，该比值保持大致相同，并且提供关于距离的较少信息。但是，由于所考虑的单元格办公室不管怎样都是小的，因而无需估计距离，因为在这样的小办公室中，所有照明器都可以被认为是最近邻。

基于照明器之间的估计的距离，控制器430于是可以被配置成向照明器控制单元410提供根据这些照明器之间的距离调节照明器420的和/或照明器440的第一和/或第二光源的调光水平的指令。结果，靠近任务照明照明器，即靠近就座的人的照明器可以被设置为例如300勒克斯周围光设置，而远离该人的照明器可以被设置为甚至更低的光水平，比如100勒克斯。

基于照明器之间的距离调节它们的调光水平允许通过避免过冲而节省光照***400中的附加能量。当所有照明器处于任务照明模式下时，一般的光水平高于500勒克斯，因为这在所有其他照明器处于周围模式下时是必要的，以便保证孤立的任务照明器下方的500勒克斯任务水平。因此，需要大约10-20%的过冲以便补偿调光的相邻照明器在任务区域处的降低的光水平。当足够数量的相邻照明器处于任务照明模式下时，无需过冲，并且任务照明照明器可以按照10-20%调暗。这可以通过对任务照明信号的数量计数并且按照上面描述的用于创建区带的方法估计其距离而感测。

尽管控制器430在图4中作为与照明器控制单元410和照明器420分开的单元而被图示出，但是在其他实施例中，控制器430和照明器控制单元410的功能可以组合到单个单元中，或者相反地分布在更大数量的控制器上。此外，照明器控制单元410和/或控制器430可以包含在照明器420内。

其中照明器控制单元410和控制器430将包含在照明器420内（作为单个控制器或者作为多个单元）的实施例可能是特别有利的，因为这时照明器420于是可以是自立式照明器，其可以自动地适应性调节其调光水平以适应壁的存在性和/或到光照***中的其他照明器的距离。光照***400于是可以包括多个这样的自立式照明器，它们中的每一个能够自动地适应性调节其调光水平。

然而，如果控制器430不包含在照明器420内，那么照明器420可以包括接口（图4中未示出），该接口被配置用于至少从传感器426向控制器430提供指示检测的向后反射的任务光束和周围光束的信号强度的信息。在这样的实施例中，优选地，用于控制照明器420的照明器控制单元410将包含在照明器内。于是，照明器420可以经由该接口从控制器430接收指示围绕照明器的区域中是否存在物体的存在性信息和/或关于到其他照明器的距离的信息，并且照明器控制单元410于是依照该信息调节照明器420的任务光束和/或周围光束的调光水平。按照这种方式，照明器420将能够至少部分地基于如控制器430所确定的照明器的周围环境中是否存在物体和/或相邻照明器的存在性和/或到相邻照明器的距离对自身进行配置。

在后一实施例中，光照***400内的每个***波束照明器可以包括诸如控制器430之类的关联的控制器，其中该控制器将基于控制器为该特定照明器确定的信息（例如该照明器的周围环境中的物体的存在性或者相邻照明器的存在性和/或从该特定照明器到相邻照明器的距离）提供关于该照明器的调光水平的指令。可替换地，可以存在共同的***控制器430，该***控制器收集和分析用于光照***400中的多个照明器的数据，并且然后基于针对不同照明器确定的存在性信息和/或距离信息提供关于各个照明器的调光水平的指令。按照这种方式，可以实现对于照明器的集中式控制，这可以允许在例如降低能耗方面实现关于各个照明器的调光水平的更好的决策。此外，用于一些照明器的中央控制和用于其他照明器的局部控制的组合也可以是可能的，并且处于本发明的范围内。

最后的实施例的***控制器430可以进一步被配置成获取用于所述结构300，例如用于一般区域、壁区域和/或桌子区域的照明水平配置，并且控制照明器320中的至少一些的第一和第二光源，使得由所述多个照明器320产生的总光照样式与用于结构300的照明水平配置相应。用于结构300的照明水平配置可以依照固定的预定光照样式进行调节，或者可以取决于例如关于一个或多个照明器的周围环境中的物体的存在性和/或照明器之间的距离的信息。用于结构300的照明水平配置可以不仅包括用于结构的不同区域的光照水平，而且可以涉及例如所述结构的一个或多个区域内的特别选择的色温。动态调节因此是可能的，并且允许与结构300的能耗有关的改进。可以提供另外的传感器，其是集成的或者单独的，并且可能地可连接到所述一个或多个照明器320。这样的传感器可以包括例如日光检测，并且***控制器430可以被配置成当局部地且在整个结构300内动态地调节光照水平时也考虑到这样的信息。

此外，在一个实施例中，光照***400的照明器优选地也被配置成与照明***中的其他照明器以及与房间中的人（例如经由遥控器330）无线地交互。这可以通过将信息编码到任务和周围光源生成的光束中而实现。例如，光束中包括的不同代码可以用来将不同的状态（周围/任务照明）传送至光照***400中的相邻照明器，使得它们可以相应地反应，和/或可以将如由一个照明器中接收的信号所确定的照明器之间的估计的距离传送至光照***400的其他照明器和/或某个中央控制单元。

本发明的一个实施例可以实现为供计算机***使用的程序产品。该程序产品的程序限定了实施例的功能（包括本文描述的方法），并且可以包含在各种各样的优选地非暂时性计算机可读存储介质上。说明性的计算机可读存储介质包括但不限于：（i）信息永久地存储于其上的不可写存储介质（例如计算机内的只读存储器设备，例如可由CD-ROM驱动器读取的CD-ROM盘，闪速存储器，ROM芯片或者任何类型的固态非易失性半导体存储器）；以及（ii）可变信息存储于其上的可写存储介质（例如软盘驱动器内的软盘或者硬盘驱动器或者任何类型的固态随机存取半导体存储器）。

即使参照其特定示例性实施例描述了本发明，但是许多不同的变型、修改等等对于本领域技术人员而言将变得清楚明白。本领域技术人员在实施要求保护的本发明时，根据对于所述附图、本公开内容以及所附权利要求书的研究，应当能够理解和实现所公开实施例的变型。此外，在权利要求书中，措词“包括/包含”并没有排除其他的元件或步骤，并且不定冠词“一”并没有排除复数。

Claims (14)

1.一种用于确定从传感器到照明器的距离的方法，该照明器至少包括被配置成发射适于照射预定义区域的第一光束的第一光源以及被配置成发射适于照射围绕预定义区域的背景区域的第二光束的第二光源，传感器被配置成检测向后反射的第一光束和向后反射的第二光束，该方法包括：

- 至少部分地基于指示检测的向后反射的第一光束的信号强度的信息与指示检测的向后反射的第二光束的信号强度的信息的比较确定从传感器到照明器的距离。

2.依照权利要求1的方法，进一步包括：

- 通过按照第一光源的流明输出对检测的向后反射的第一光束的信号强度归一化而确定指示检测的向后反射的第一光束的信号强度的信息，以及

- 通过按照第二光源的流明输出对检测的向后反射的第二光束的信号强度归一化而确定指示检测的向后反射的第二光束的信号强度的信息。

3.依照前面的权利要求中任何一项的方法，其中指示检测的向后反射的第一光束的信号强度的信息与指示检测的向后反射的第二光束的信号强度的信息的比较包括确定检测的向后反射的第二光束的信号强度与检测的向后反射的第一光束的信号强度之间的比值。

4.依照权利要求3的方法，其中确定从传感器到照明器的距离的步骤包括在所确定的比值小于1.1时确立照明器为相对于传感器的相邻照明器，以及在其他情况下确立照明器为相对于传感器的长距离照明器。

5.依照权利要求3的方法，其中确定从传感器到照明器的距离的步骤包括在所确定的比值小于1.0时确立照明器为相对于传感器的相邻照明器，以及在其他情况下确立照明器为相对于传感器的长距离照明器。

6.依照权利要求3的方法，其中确定从传感器到照明器的距离的步骤包括在所确定的比值小于0.8时确立照明器为相对于传感器的相邻照明器，以及在其他情况下确立照明器为相对于传感器的长距离照明器。

7.依照权利要求1或2的方法，进一步包括：

- 提供至少部分地基于所确定的从传感器到照明器的距离调节第一光源的调光水平和/或第二光源的调光水平的指令。

8.依照权利要求1或2的方法，其中

第一光束包括编码于其中的第一数据，该第一数据至少包括第一光源的标识，并且

第二光束包括编码于其中的第二数据，该第二数据至少包括第二光源的标识。

9.依照权利要求8的方法，其中

所述第一数据包括指示第一光源的流明输出的信息，并且/或者

所述第二数据包括指示第二光源的流明输出的信息。

10.一种控制器，被配置用于执行依照权利要求1-9中任何一项的方法，该控制器至少包括：

- 用于获取指示检测的向后反射的第一光束的信号强度的信息的装置；

- 用于获取指示检测的向后反射的第二光束的信号强度的信息的装置；以及

- 用于至少部分地基于指示检测的向后反射的第一光束的信号强度的信息与指示检测的向后反射的第二光束的信号强度的信息的比较确定从传感器到照明器的距离的装置。

11.一种照明器，用在依照权利要求1-9中任何一项的方法中和/或与依照权利要求10的控制器一起使用，该照明器包括：

- 第一光源，其被配置用于发射适于照射预定义区域的第一光束；

- 第二光源，其被配置用于发射适于照射围绕预定义区域的背景区域的第二光束；

- 接口，其被配置用于接收指示从传感器到照明器的距离的信息，其中该距离至少部分地基于指示传感器检测的向后反射的第一光束的信号强度的信息与指示传感器检测的向后反射的第二光束的信号强度的信息的比较而确定；以及

- 照明器控制单元，其被配置用于至少部分地基于接收的信息调节第一光束的调光水平和/或第二光束的调光水平。

12.一种照明器，包括权利要求10的控制器以及被配置成至少检测来自另一个照明器的向后反射的第一光束和向后反射的第二光束的传感器；所述照明器进一步包括：

- 第三光源，其被配置成发射适于照射第二预定义区域的第三光束；

- 第四光源，其被配置成发射适于照射围绕第二预定义区域的背景区域的第四光束。

13.依照权利要求12的照明器，其中控制器进一步被配置成执行依照权利要求2-9中任何一项的方法。

14.一种用于结构的照明***，包括：

- ***控制单元；以及

- 多个照明器，每个照明器包括：

第一光源，其被配置用于发射适于照射预定义区域的第一光束，

第二光源，其被配置用于发射适于照射围绕预定义区域的背景区域的第二光束，

传感器，其被配置用于至少检测另一个照明器的向后反射的第一光束和向后反射的第二光束，以及

接口，其被配置用于向***控制单元提供指示检测的向后反射的第一光束的信号强度的信息和指示另一个照明器的检测的向后反射的第二光束的信号强度的信息，

其中***控制单元被配置用于：

获取由所述多个照明器中的至少一些的传感器检测的信息；

至少部分地基于获取的信息确定所述多个照明器中的至少两个照明器之间的距离；并且

至少部分地基于确定的距离控制所述多个照明器中的至少一些的第一光源和/或第二光源。