CN109644532B - 光输出定位 - Google Patents

Abstract

公开了一种利用用户接口设备（10）控制照明器（50）的方法（200、300），所述照明器被适配成在可控方向上生成光输出（60）。该方法包括确定（207）用户接口设备对于照明器的相对取向；在用户接口设备的用户接口（20）上接收（219）光输出定位指令，所述光输出定位指令包括用于光输出在指定位置的定位的方向信息；通过基于所确定的相对取向变换方向信息来转换（221）光输出定位指令；以及向照明器发送（223）所转换的光输出定位指令。还公开了一种采用该方法的计算机程序产品、用户接口设备以及照明***。

Description

光输出定位

技术领域

本发明涉及一种利用用户接口设备控制照明器的方法，所述照明器被适配成在可控方向上生成光输出。

本发明进一步涉及一种用于在用户接口设备上实现这种方法的计算机程序产品。

本发明再进一步涉及一种被适配成实现这种方法的用户接口设备。

本发明更进一步涉及一种照明布置，所述照明布置包括这种用户接口设备以及被适配成在可控方向上生成光输出的照明器。

背景技术

随着固态照明解决方案（例如LED）的出现，已经出现了趋向生成动态照明效果的趋势，以便增加这样的照明效果的吸引力。例如，WO 2012/113036 A1公开了用于提供光照的***。该***包括电磁辐射源、用户界面，该用户界面能够被移动使得用户界面的方位能够由坐标系的至少一个坐标的值指定，其中坐标系的每个坐标与从源输出的电磁辐射的相应属性相关联，以及控制器，用于根据接口的方位控制电磁辐射的每个属性。用户接口包括由透射且不透明的半球形成的空心球体。通过在LED的阵列上方滚动空心球体，光可以通过其逸出的透射半球的区域可以相对于阵列进行配置，由此创建动态光效。

能够产生可配置的（动态的）照明效果的另一类型的照明器是聚光灯，即被适配成将成形光束（即诸如一个或多个光斑或图像的光输出）投射到所选位置（例如墙壁、地板或天花板表面区域）上以高亮突出所选区域的照明器。能够响应于用户指令而改变这种光输出的位置的这样的照明器的实施例本身是已知的。例如，这样的照明器可以包括机械可调整的光学引导零件，例如致动镜、透镜等，以响应于这种用户指令而改变光输出的位置，或者可以包括单独可寻址的固态照明（SSL）元件的阵列，各固态照明元件被布置为在不同的方向上指引它们的发光输出（例如，通过经由例如准直器、透镜等一个或多个光学元件引导相应的SSL元件的发光输出），使得可以通过使SSL元件的子集被布置为将它们的发光输出指引到特定位置处来创建在特定位置的光输出。

这样的照明器便于动态用户光效果的创建，例如通过用户在与照明器通信的用户接口设备上指定光输出应当如何从其当前位置被重新指引到新位置。以这种方式，用户例如可能希望高亮突出另一特征，例如诸如装饰、绘画等的新特征，并将光输出重新指引到该新特征。例如，如在图1中示意性描绘的，用户可以使用用户接口设备10，例如包括用户接口20（诸如触摸屏）的便携式设备，该用户接口设备可以通过主按键11控制，并且如本身公知的那样除其他组件以外可以进一步包括相机15。用户接口设备20可以被适配成执行诸如以下app的程序，该app被设计为例如通过在指示光输出60应当被重新定位的所期望方向的方向上在用户接口20上移动图标21等（例如通过划扫等），将由可控照明器产生的光输出60的位置指引到表面区域61或跨表面区域61，其中图标21表示光输出60的当前位置。

专利申请US 20150084514 A1涉及用于控制具有电子可调整光束分布的固态照明器的技术和用户接口。依照一些实施例，用户接口可以被配置为向用户提供通过无线和/或有线连接控制给定空间中相关联的固态照明器的光分布的能力。用户接口设备可以包括方位和/或运动传感器，所述方位和/或运动传感器被配置为辅助确定设备相对于照明器的取向和/或移动。

发明内容

这种用户接口设备通常遇到的问题在于图标21被移动的方向与由照明器移动光输出60的方向不相对应，所述照明器接收与由用户通过用户接口设备10的用户接口20向用户接口设备10提供的方向信息相对应的光输出方位调整指令，如由在图1中的方框箭头所指示的。例如，用户可以看到照明器在表现为相对于由用户指示的方向被旋转、和/或表现为在相对于由用户指示的方向被镜像（这指示照明器和用户接口设备之间存在镜像轴）的方向上改变光输出60的方位。这使得将光输出60重新定位到期望的位置相当麻烦，因为用户必须弄清楚如何将提供给用户接口20的光输出位置方向与由照明器响应于从用户接口设备接收的重定位指令生成的实际光输出重定位方向联系起来。因此，这导致不满意的用户体验。

本发明寻求提供一种以更直观的方式利用用户接口设备控制照明器的方法，所述照明器被适配成在可控方向上生成光输出。

本发明进一步寻求提供一种便于该方法在用户接口设备上的实现的计算机程序产品。

本发明再进一步寻求提供一种被适配成通过包括这种计算机程序产品来实现该方法的用户接口设备。

本发明更进一步寻求提供一种包括这种用户接口设备和照明器布置的照明布置，所述照明器布置包括被适配成在可控方向上生成光输出并响应于所述用户接口设备的照明器。

根据一方面，提供了一种利用用户接口设备控制被适配成在可控方向上生成光输出的照明器的方法，该方法包括：确定用户接口设备对于照明器的相对取向；在用户接口设备的用户接口上接收光输出定位指令，所述光输出定位指令包括用于光输出在指定位置的定位的方向信息；通过基于所确定的相对取向变换方向信息来转换光输出定位指令；以及将经转换的光输出定位指令发送到照明器。

本发明的实施例基于以下见解：通过确定用户接口设备相对于照明器的相对取向，例如照明器生成光输出的方向，可以被用来变换在用户指令中用于将光输出定位在期望位置的方向信息（例如使用从相对取向导出的变换矩阵），使得用户指示光输出的定位的方向更接近地对应于照明器定位光输出的方向，从而为使用用户接口设备实现这个方法的用户提供更直观的用户体验。

在一实施例中，确定用户接口设备对于照明器的相对取向包括：确定用户接口设备相对于照明器的旋转角度以及用户接口设备和照明器之间的镜像轴的存在；并且基于所确定的旋转角度以及镜像轴（如果存在）来变换方向信息。例如，该方法可以包括基于所确定的旋转角度和镜像轴（如果存在）来生成变换矩阵，该变换矩阵可以被用来将存在于用户指令中的方向信息变换成将被发送到照明器的经变换的用户指令，使得照明器定位（定向）光输出的方向接近类似于光输出定位的用户意图的方向。

在一实施例中，确定用户接口设备和照明器之间的镜像轴的存在包括在用户接口上接收所述存在的指示。例如，用户接口可以包括切换功能，该切换功能可以在其中确认这种镜像轴的存在的真状态和其中否认这种镜像轴的存在的假状态之间被切换。用户例如可以能够在校准模式中提供这种信息，在该校准模式中用户可以向照明器提供一个或多个校准指令，用户可以从所述校准指令确定照明器对用户指令的响应是否指示这种镜像轴的存在。

可以以任何合适的方式得到用户接口设备和照明器之间的相对取向。例如，该方法可以包括从照明器接收照明器取向信息，其中确定用户接口设备对于照明器的相对取向至少部分地基于接收到的照明器取向信息。为此，照明器可以包括便于照明器取向信息的提供的一个或多个取向传感器。

该方法可以进一步包括确定用户接口设备取向，其中确定所述用户接口设备对于所述照明器的相对取向至少部分地基于所确定的用户接口设备取向。为此，用户接口设备可以包括便于用户接口设备取向的提供的一个或多个取向传感器。在其中提供照明器取向信息以及用户接口设备取向的实施例中，用户接口设备相对于照明器的取向可以简单地从这些相应的取向导出，在这种情况下，可能仅需要独立地确定用户接口设备和照明器之间是否存在镜像轴，因为这个确定可能不是从用户接口设备和照明器的相应取向可导出的。

然而，照明器不必提供关于其取向的信息，即照明器不需要包括一个或多个取向传感器。在可替换实施例中，确定用户接口设备对于照明器的相对取向包括：指导照明器在参考方向上重新指引光输出；利用用户接口设备捕获光输出重新指引的观察方向；以及从参考方向和观察方向之间的差异确定用户接口设备对于照明器的相对取向。以这种方式，可以确定用户接口设备相对于照明器的相对取向，而不需要在用户接口设备或照明器的任何一个中的一个或多个取向传感器。

例如，指导照明器在参考方向上重新指引光输出可以包括：在用户接口上接收参考方向，例如通过用户经由用户接口提供参考方向。可替换地，参考方向可以是预定义方向，该预定方向可以相对于用户接口设备的实际取向来定义。在后一种场景中，指导照明器在参考方向上重新指引光输出可以包括：指导照明器在所述参考方向上在不同位置生成一系列光输出而不需要用户指定的参考方向。

利用用户接口设备捕获光输出重新指引的观察方向可以包括：在用户接口上接收观察方向的指示，比如通过用户在用户接口上指定观察方向。可替换地，可以利用与用户接口设备一体的相机捕获观察方向。

在一实施例中，确定用户接口设备对于照明器的相对取向至少部分地基于初始确定的用户接口设备取向，该方法进一步包括：监测所述用户接口设备取向；以及基于监测的对于初始确定的用户接口设备取向的改变来更新相对取向。这与包括一个或多个取向传感器的用户接口设备特别相关，因为一个或多个取向传感器可以被用来将初始取向与用户接口设备相对于照明器的相对取向的确定相关联，使得所监测的对于初始取向的改变可以被用来更新用户接口设备相对于照明器的相对取向，例如基于初始确定的相对取向来更新变换矩阵，而不必重新校准用户接口设备。如果用户接口是便携式用户接口设备（诸如智能电话或平板计算机），则这是特别有用的，因为这种便携式用户接口设备的用户很可能带着这种设备四处移动，即很可能改变设备相对于照明器的相对取向。

该方法可以进一步包括确定用户接口设备与照明器之间的距离，其中转换光输出定位指令进一步包括基于所确定的距离来缩放方向信息。以这种方式，用户接口设备的用户接口的粒度或响应性可以作为用户距光输出的距离的函数进行调整；例如，在大的距离处，用户可以感知光输出的当前位置与光输出的期望位置之间的距离远小于当接近光输出时的距离。因此，在距光输出大的距离处，与用户在距光输出较小的距离处而光输出的实际位移距离保持相同相比，用户可能想要在用户接口上进行较小的移动，这可以通过基于所得到的距离信息缩放用户指令来实现。可以以任何合适的方式（例如使用飞行时间测量、信号强度测量等）得到这种距离信息。

该方法可以进一步包括确定照明器相对于光输出被投射到其上的表面的倾角，其中转换光输出定位指令进一步包括基于所确定的倾角来缩放方向信息。这种倾角例如可以通过用户校准来确定，并且具有以下优点：基于倾角信息的这种缩放可以确保在一定角度下被投射到表面（诸如墙壁）上的光输出的重新定位可以以均匀的方式执行，即无论重新定位光输出的方向如何，都会导致光输出的相等移动。这种倾角信息还可以被用来在光输出定位指令中为照明器提供斑点尺寸调整信息，该斑点尺寸调整信息是光输出意图被取向（例如重新定位）的方向的函数；例如，在这种（重新）取向方向使倾角增加的情况下，斑点尺寸调整信息可以使照明器减小所产生的光输出的尺寸，以便使投射光输出维持其原始尺寸。

根据另一方面，提供了一种计算机程序产品，其包括计算机可读存储介质，计算机可读存储介质具有随其体现的计算机可读程序指令，所述计算机可读程序指令用于当在用于控制被适配成在可控方向上生成光输出的照明器的用户接口设备的处理器上被执行时，使得所述处理器实现如本申请中描述的实施例中的任何一个的方法。这种计算机程序产品例如可以便于计算机程序代码的安装，该计算机程序代码包括在适合于操作为用于控制被适配成在可控方向上生成光输出的照明器的用户接口设备（例如专用用户接口设备或通用计算设备，诸如个人计算机、膝上型计算机、平板计算机、个人数字助理、移动电话（例如智能电话）等）的任何设备上的计算机可读程序指令。

根据又一方面，提供了一种用于控制被适配成在可控方向上生成光输出的照明器的用户接口设备，该用户接口设备包括：通信地耦合到用户接口的处理器；数据存储设备，其体现根据如在本申请中描述的任何实施例的计算机程序产品；以及无线通信模块，其中所述处理器被适配成执行所述计算机程序产品的所述计算机可读程序指令，并且利用所述无线通信模块向所述照明器发送在所述用户接口上接收到的光输出定位指令。这种用户接口设备（例如专用用户接口设备或通用计算设备，诸如个人计算机、膝上型计算机、平板计算机、个人数字助理、移动电话（例如智能电话）等）便于在控制利用照明器生成的光输出方位时的直观的用户体验。

根据再一方面，提供了一种光照***，其包括根据在本申请中描述的任何实施例的用户接口设备和照明器布置，所述照明器布置包括被适配成在可控方向上生成光输出的照明器、用于控制照明器的控制器以及另一个无线通信模块，所述无线通信模块被适配成从用户接口接收光输出定位指令并且向控制器传送接收到的光输出定位指令。可以以直观的方式控制这种光照***，如上面所解释的。

在本发明的上下文中，镜像轴（的存在）指示用户接口相对于照明器被镜像。因此，如果镜像轴存在，当用户将想要向左控制光输出的方向并且在用户接口上提供“向左”用户输入时，则照明器的光输出的方向将向右移动。

附图说明

参考附图更详细地并且以非限制性示例的方式描述本发明的实施例，在附图中：

图1示意性地描绘了当利用现有技术用户接口设备控制被适配成在可控方向上生成光输出的照明器时的典型的用户体验；

图2示意性地描绘了根据一实施例的光照***；

图3是根据一实施例的照明器控制方法的流程图；

图4是根据另一实施例的照明器控制方法的流程图；

图5示意性地描绘了根据一实施例的、用于建立用户接口设备的相对取向的用户接口的一示例；

图6示意性地描绘了根据一实施例的、用于建立用户接口设备的相对取向的用户接口的另一示例；

图7示意性地描绘了根据一实施例的、用于建立用户接口设备的相对取向的用户接口的另一示例；

图8示意性地描绘了根据另一实施例的、用于建立用户接口设备的相对取向的用户接口的一示例；并且

图9示意性地描绘了根据又一实施例的、用于建立用户接口设备的相对取向的用户接口的一示例。

具体实施方式

应当理解的是，附图只是示意性的并且未按比例绘制。还应当理解的是，相同的附图标记遍及各附图用来指示相同或相似的部分。

在本申请的上下文中，在提及照明器的取向的情况下，这可以意指这样的取向，照明器从该取向在特定方向上生成光输出到表面上。例如，这种取向可以根据照明器的光出射表面来定义，使得生成斑点的方向可以从指示照明器取向的取向信息导出。照明器的取向可以根据任何合适的坐标系中的取向来定义，并且可以根据相对于地球磁极的取向来定义，或者可以被定义为围绕天底轴（nadir axis）的旋转取向。在一些实施例中，照明器取向可以是根据照明器间距（其中间距通常参照照明器围绕垂直于天底轴的第二轴的旋转）和根据照明器滚动（其中滚动通常参照照明器围绕垂直于天底轴和第二轴的第三轴的旋转）的另外的设备。

在本申请的上下文中，在提及用户接口设备的取向的情况下，这可以意指这种用户接口设备的用户接口的取向，例如触摸屏取向。用户接口设备的取向可以根据任何合适的坐标系中的取向定义，并且可以根据相对于地球磁极的取向定义，或者可以被定义为围绕天底轴的旋转取向。在一些实施例中，用户接口取向可以是根据用户接口设备间距（其中间距通常参照用户接口设备围绕垂直于天底轴的第二轴的旋转）和根据用户接口设备滚动（其中滚动通常参照用户接口设备围绕垂直于天底轴和第二轴的第三轴的旋转）的另外的设备。

在本申请的上下文中，在提及光输出的情况下，这指的是光形状或光形状的图案，其可以被投射在一个或多个表面上以照射所述一个或多个表面的一部分。例如，光输出可以是具有任何适当形状的光斑，例如圆形光斑、椭圆形光斑、多边形光斑、自由形状光斑、这些光斑的任何组合（例如像星形、矩形等形状的图案）、或图像（例如，包括针对光输出的不同坐标的不同调光值的图像）等。

图2示意性地描绘了光照***1的示例实施例，该光照***1包括用户接口设备10和在用户接口设备10控制下的照明器50。为了避免疑问，指出被适配成控制照明器50的用户接口设备10不一定形成光照***1的部分，即可以被提供为独立的设备。此外，如下面将进一步详细解释的，这种用户接口设备10可以是本身已知但是被配置有根据本发明的实施例的计算机程序产品的设备，该计算机程序产品可以例如以软件程序（诸如app）的形式被提供为独立的产品，该软件程序可以以任何合适的方式（例如在物理载体上或通过从软件存储库（诸如app商店）下载它）得到。

用户接口设备10典型地包括无线通信模块12，例如无线收发器，用于与照明器50通信。无线通信模块12可以采用任何合适的无线通信协议，例如蓝牙、Wi-Fi、红外、诸如2G、3G、4G或5G的移动通信协议、合适的近场通信（NFC）协议等，或者可以采用专有协议。用户接口10进一步包括处理器14，其可以具有任何合适的处理器架构。例如，处理器14可以是通用处理器、专用处理器（ASIC）、微处理器等。用户接口设备10可以包括这样的处理器14中的一个或多个；仅为了简洁起见，将在本申请的其余部分中提及处理器14，并且应当理解的是，这意指一个或多个处理器14。

用户接口设备10进一步包括通信地耦合到处理器14的数据存储设备16。这种数据存储设备16可以包括RAM、ROM、闪存、磁盘、光盘、固态存储设备等中的一个或多个。

用户接口设备10进一步包括用户接口20，在一些实施例中，用户接口20可以是触摸屏，尽管本发明的实施例不限于此；比如，同样可行的是，用户接口20至少部分地由一个或多个物理开关、旋钮、转盘等来实现。用户接口20典型地通信地耦合到处理器14，例如在触摸屏的情况下，可以由处理器14控制，并且典型地被布置为允许用户向处理器14提供用于照明器50的控制指令，其中处理器14被适配成处理这些指令并且通过无线通信模块12将它们发送到照明器50。

用户接口设备10可以进一步包括可选的附加组件（诸如相机15），其可以被安装在用户接口设备10内在任何合适的位置，例如在用户接口设备10的前面板（即面向用户的面板）中，或者在用户接口设备10的后面板（即与前面板相对的面板）中。用户接口设备10可以包括多于一个相机15，例如在前面板中的第一相机15和在后面板中的第二相机15。具体提到相机15在后面板中的存在，因为如下面将更详细地解释的那样，它允许用户操作用户接口设备10而同时捕获利用照明器50生成的光斑60。一个或多个相机15可以被通信地耦合到处理器14，其中处理器14被适配成处理由一个或多个相机15生成的图像数据，这本身是公知的并且因此仅为了简洁起见将不再进一步详细解释。

用户接口设备10可以进一步包括用于确定用户接口设备10的取向的一个或多个传感器18。例如，一个或多个传感器18可以包括一个或多个加速度计、陀螺仪、霍尔效应传感器等，以捕获用户接口设备10的取向数据，例如利用霍尔效应传感器捕获用户接口设备10相对于地球磁场的取向。一个或多个传感器18可以被通信地耦合到处理器14，其中处理器14被布置为从由一个或多个传感器18生成的传感器数据确定用户接口设备10的取向。由于这种取向检测和在这种取向检测中使用的传感器本身是公知的，仅为了简洁起见将不再更详细解释这一点。

照明器50可以是独立的照明器，或者可以形成包括一个或多个照明器的照明***的部分。无线通信模块52存在于照明器50中或存在于照明器50形成其一部分的照明***中，该无线通信模块52被适配成使用任何合适的无线通信协议（例如上面所描述的无线通信协议中的任何一个）与用户接口设备10的无线通信模块12通信。在无线通信模块52在照明器50外部的情况下，无线通信模块52可以是充当用于照明***中的一个或多个照明器的中央无线通信点的无线桥接器等。

照明器50可以进一步包括控制器54以及在控制器54的控制下的光引擎布置56。控制器54被通信地耦合到无线通信模块52，并且被适配成响应于经由无线通信模块52从用户接口设备10接收的用户指令而控制光引擎布置56。可以为控制器54构思任何合适的控制器设计。光引擎布置56可以包括一个或多个光源，例如一个或多个SSL元件（诸如LED），其可以是控制器54可单独控制的。光引擎布置56可以进一步包括一个或多个光学元件，所述光学元件被布置为将光引擎布置56的特定光源或光源的组的发光输出指引到特定方向上，其中不同的光学元件在不同的方向上指引这样的发光输出。以这种方式，控制器54可以通过接通被布置成将它们的发光输出指引到光输出的意图方位上的那些光源来调整投射到如方框箭头所指示的表面（诸如墙壁、地板、天花板等）上的光输出60的方位。可替换地，照明器50可以包括在控制器54的控制下机械可移动的光学部件，例如机械可移动镜、透镜等，使得光输出60可以通过将机械可移动的光学部件移动到适当的取向中而由控制器重新指引。

强调的是，这样的可配置聚光灯照明器（即可以被控制以在可控方向上生成光输出60的照明器）本身是公知的，并且仅以非限制性示例的方式描述了这种照明器50的上述实施例；应当理解的是，可以构思这样的公知照明器的任何合适的实施例。

照明器50可以进一步包括用于确定照明器50的取向的一个或多个传感器（未示出）。例如，一个或多个传感器可以包括一个或多个加速度计、陀螺仪、霍尔效应传感器等，以捕获照明器50的取向数据，例如利用霍尔效应传感器捕获照明器50相对于地球磁场的取向。一个或多个传感器18可以通信地耦合到在照明器50内的处理器，其中所述处理器被布置为从由一个或多个传感器生成的传感器数据确定照明器50的取向。例如，这种处理器可以由控制器54体现，或者可以是独立的处理器。可替换地，可以利用无线通信模块52将传感器数据发送到用户接口设备10以供处理器14处理。

如将认识到的，光输出60可以被照明器50定位在多个方位和多个取向上，即照明器50可以在可控方向上生成光输出60。为了使用户接口设备10的用户能够直观地控制照明器50、或者更具体地由照明器50生成的光输出60的方位，必须知道用户接口设备10相对于照明器50的相对取向，使得用于将光输出60移动到新位置的用户指令可以被转化成光输出60的对应移动。本发明的至少一些实施例是基于以下见解：这种光输出跨表面的移动可以近似为二维运动，使得用户接口设备10相对于照明器50的相对取向可以由两个参数表达，亦即旋转θ（即由用户利用用户接口设备10指定的光输出平移的方向相对于由照明器50生成的光输出平移的实际方向的旋转）和指示用户指定的光输出平移方向与如由照明器50生成的实际光输出平移方向之间的镜像轴的存在的布尔数（Boolean）。

这些参数的确定便于变换（旋转）矩阵的生成，所述变换（旋转）矩阵可以被用来变换用户指定的光输出平移方向并且为照明器50提供该经变换的光输出平移指令，使得利用照明器50生成的实际光输出平移更接近地（准确地）类似于由用户在用户接口设备10的用户接口20上指示的光输出平移方向。

图3示意性地描绘了利用用户接口设备10控制照明器50的方法200的实施例，并且图4示意性地描绘了利用其中应用了这一原理的用户接口设备10控制照明器50的方法300的实施例。因为方法200和300两者共享许多操作步骤，下面将一起描述它们。在流程图中，可选步骤由虚线框指示。然而，注意，为了避免疑问，在这些流程图中某些操作步骤由实线框描绘的情况下，这并不暗示这些操作步骤一定是必要的。

方法200和300均以201开始，例如通过接通用户接口设备10和照明器50，并且可选地在用户接口设备10的无线通信模块12和照明器50的无线通信模块52之间建立无线通信链路，尽管这可以可替换地每当在用户接口设备10和照明器之间进行通信时被实现。

接下来，方法200和300两者进行以实现操作步骤，从所述操作步骤可以导出或假设用户接口设备10相对于照明器50的相对取向。在方法200中，这例如可以通过在203中确定照明器取向（例如利用先前解释的在照明器50中的取向传感器布置），并且向用户接口设备10提供所确定的照明器取向信息（例如经由无线通信模块12和52之间的无线通信）来实现。在205中，可以确定用户接口设备取向（例如利用先前解释的在用户接口设备10中的取向传感器布置18），其后在207中可以从所接收的照明器取向信息和所确定的用户接口设备取向导出用户接口设备10相对于照明器50的相对取向。

此时，注意，在用户接口设备10被适配成仅在垂直方向上改变光输出60的位置的情况下，仅得到照明器50的取向信息（例如照明器50相对于诸如墙壁的垂直平面的取向、特别地倾角信息）可能就足够了，因为处理器14可以从该取向信息将用户接口20上光输出60的用户指定移动与光输出60沿该垂直平面的垂直移动相关联。然而，为了避免疑问，注意，优选地确定照明器取向信息和用户接口设备取向两者，使得用户接口设备10相对于照明器50的相对取向确定可以被用来实现在多个方向上对光输出60的直观控制。

方法300涵盖了其中至少照明器50可能不能提供照明器取向信息（例如因为照明器50不包含取向传感器）的实施例。在这些实施例中，用户接口设备10相对于照明器50的相对取向可以通过以下方式确定：在303中生成用户指定的或自动的参考指令，该参考指令包括指示照明器50应当移动光输出60的方向的方向信息，以及在305中捕获如由用户接口设备10的用户感知到的、照明器50响应于该参考指令而已经移动了光输出60的实际方向的用户指定的观察或光学观察（例如通过用户在用户接口20上指定所感知的方向或通过相机15捕获该实际方向），使得处理器14可以从参考指令中的方向信息、以及感知到的照明器50已经移动了光输出60的方向，在207中计算参考指令中指定的方向与感知到的照明器50已经移动了光输出60的方向之间的角度θ，该感知到的照明器50已经移动了光输出60的方向是如用户在用户接口20上指定的、或如相机15通过观察光输出60以及光输出60的由照明器50所致的重新定位而捕获的。在后一种场景下，处理器14可以采用图像识别技术来从光输出60已经沿其移动的路径导出所感知的方向。由于这样的图像识别算法本身是公知的，所以仅为了简洁起见不再进一步详细解释它们。

图5示意性地描绘了用户接口10的用户接口控件的示例实施例，其允许用户指定光输出60的由照明器50所致的平移并且记录该平移的被感知的轨迹。该实施例中的用户接口控件被成形为转盘101，其可以由用户旋转以指示光输出60的旋转方向。转盘101可以包括参考103，其定义相对于另一参考105的角度α，所述另一参考105典型地位于用户接口20的直观取向点，例如在用户接口20的顶部或底部。该另一参考105可以是可见的参考，例如用户接口20上的标记等，虽然这不是必需的；可以用任何合适的方式使用户意识到该另一参考105的存在。

另一参考105意图对应于在利用照明器50执行的光输出重定位操作中的光输出60的极限位置，例如最远离用户的光输出、在由照明器50引起的轨迹中的最高点或最低点处的光输出等。用户可以旋转转盘101以找到感知到的极限位置，并且在找到该感知的极限位置时提供指示（例如通过激活诸如OK按键109的指派的开关）。在接收到该指示时，处理器14可以确定在用户提供该指示时的参考103的方位以及该方位上的参考103与另一参考105之间的角度α。

在一实施例中，照明器50可以被适配成创建除了光输出60之外的参考发光轮廓，以辅助用户确定感知到的光输出60的极限位置。例如，照明器50可以被适配成创建充当光输出60围绕其旋转的光学轴的中央光束，或者例如可以被适配成创建具有特定形状的参考对象，所述形状可以协助用户标识该感知到的极限方位。

另外，用户接口20可以允许用户指定在用户接口设备10和照明器50之间是否存在镜像轴，其中例如如果如利用转盘101所指示的光输出60的顺时针旋转被照明器50转化成逆时针旋转或反过来，则这种镜像轴的存在对于用户来说是明显的。该指示可以由用户以任何合适的方式做出，例如通过提供可以被看见以便为布尔数“存在镜像轴”指定真值或假值的指派的勾选框107或类似用户接口控件。方法200和300可以于在211中构造变换矩阵（这里是旋转矩阵）之前，在209中检查该布尔数的值。这种旋转矩阵R可以被定义如下：

。

该旋转矩阵可以被用来以下面的方式将屏幕坐标

转化为斑点坐标

：

。

这将在下面进一步详细解释。

应当理解的是，允许用户指定光输出60的参考旋转的用户接口控件可以采用任何合适的形状。例如，在图6中，已经用便于逆时针参考旋转的第一按键111和便于顺时针参考旋转的第二按键113取代了转盘101。在该实施例中，处理器14可以从第一按键111和第二按键113的相应占用的持续时间（即用户占用（engage）了这些按键多长时间）确定角度α。如在图7中示意性示出的，又一示例实施例包括第三按键115和第四按键117，其中按键111、113、115和117可以被用来在与这些按键上的图标相对应的方向（例如左、右、上和下）上指引光输出60。

图8示意性地描绘了又一示例实施例，其中用户可以通过如实线121指示的那样划扫或以其他方式控制用户接口20并且通过随后在用户接口20上指示感知到的、如由照明器50引起的光输出60的平移方向（例如通过如虚线123指示的那样划扫或以其他方式控制用户接口20），来指示光输出60的平移方向。在该实施例中，处理器14可以从实线121指示的光输出平移的用户指定参考方向和虚线123指示的用户指定感知光输出平移方向之间的角度计算旋转角度α。在该实施例中，可以省略勾选框107；替代地，处理器14可以从实线121指示的划扫方向和虚线123指示的划扫方向确定是否存在这种镜像轴，由此消除用户明确地指示该存在的需要。

在可替换实施例中，用户接口设备10可以被适配成利用相机15捕获感知到的如由照明器50响应于如实线121指示的、由用户提供的参考指令而实现的实际光输出平移方向。在该实施例中，用户应当将相机15瞄准光输出60被投射到其上的表面处，以便捕获感知到的如由照明器50实现的实际光输出平移方向，使得处理器14可以从由相机15捕获的一系列静止图像或视频图像提取该感知到的实际方向。这种光学照明器响应捕获另外的优点：在照明器响应的捕获期间由用户所致的用户接口设备10的任何无意移动都可以被校正，因为这种移动从由相机15捕获的图像中将是明显的，使得处理器14可以使用公知图像处理算法标识该移动，并且还通过应用针对该移动的校正因子来构造变换矩阵。

在又一可替换实施例中，用户可以通过在参考光输出平移方向上移动用户接口设备10来指定该方向。例如，用户接口20可以呈现保持按键等，该按键在用户接口设备10在参考方向上的移动期间被用户保持并在该移动完成时释放，此后如前面所解释的，可以利用相机15捕获感知到的如由照明器50响应于该参考指令而实现的聚光移动的实际方向并且通过处理器14进行处理。

图9示意性地描绘了捕获用户接口设备10的相对取向的方法的又一示例实施例。在该实施例中，用户接口设备10可以触发照明器50以在预定方向上生成一系列光输出，例如光斑（仅以非限制性示例的方式示出了四个光输出60(1)-60(4) ），其中相机15捕获感知到的生成这一系列光输出的实际方向以便如上面更详细地解释的那样确定用于构造变换矩阵的相关参数。该实施例具有以下优点：可以生成用于照明器50的参考指令，并且用户接口设备10可以以完全自动化的方式捕获对于所述参考指令的照明器响应，使得用户仅必须调用校准程序并将相机15瞄准光输出60被投射到其上的表面处。光输出60(1)-60(4)可以是独立于光输出60的，或者可替换地，光输出60(1)-60(4)中的至少一个是光输出60，诸如在所述一系列光输出中的由照明器50生成的初始光输出。

应当理解的是，仅以非限制性示例的方式示出了用以确定用户接口设备10相对于照明器50的相对取向的程序的以上示例，并且技术人员基于上述教导将毫无困难地提出更多示例。

当在211中利用处理器14基于如上面所解释的、如从用户接口设备10相对于照明器50的相对取向确定所导出的相关参数来构造变换矩阵时，方法200和300可以进行到219，在219中用户可以在用户接口20上指定期望的光输出定位指令，所述光输出定位指令由处理器14在221中使用在211中构造的变换矩阵来进行变换。经变换的指令随后由无线通信模块12发送到照明器50，并且由与照明器50相关联的无线通信模块52接收，使得照明器50的控制器54可以依照所接收的经变换的指令来调整光输出60的方位或生成光输出60。以这种方式，用户应当感知光输出60（在生成光输出60的情况下）在一取向或（在重新定位光输出60的情况下）在与（重新）取向（例如在用户接口20上指示的方向）相对应的方向上的（重新）定位或平移，由此提供直观的用户体验。

然而，如果无论出于何种原因用户接口设备10的相对取向在其校准（即其相对于照明器50的相对取向的确定）之间已经改变，则用户可以观察到本来应该生成或重新定位光输出60的指定取向与光输出被照明器50定位的实际取向或位置之间的差异。如果这没有导致光输出60的所期望的直观控制，则它可能是不合期望的。在一实施例中，在225中可以检查是否已经检测到这种差异（例如通过用户在用户接口20上提供其指示）。在这种差异的情况下，方法200和300可以返回到校准过程，例如返回到203或303以重新建立用户接口设备10相对于照明器50的实际相对取向。可替换地，在219中由用户提供的光定位指令可以在303中被用作参考指令，使得方法300可以替代地返回到305，在305中例如用户可以指示照明器50已经重新定位光输出60的感知到的方向，以便确定指定方向与感知到的方向之间的最新旋转角度，以用于如前面所解释的那样计算新变换矩阵。

在用户接口设备10包括用于检测用户接口设备10的取向的一个或多个取向传感器18的实施例中，用户接口设备10可以确定其实际取向连同其相对于照明器50的相对取向，并且在数据存储设备16中存储与特定相对取向相关联的（例如与特定变换矩阵相关联的）实际取向。在该实施例中，用户接口设备10可以被适配成连续地或周期性地检查其实际取向并且将其实际取向与如存储在数据存储设备16中的与特定相对取向相关联的历史取向相比较。如果确定其实际取向与检索到的历史取向之间的差异，即用户接口设备10的取向已经改变，则处理器14可以基于实际取向和检索到的历史取向（即先前假设的实际取向）之间的差异来更新其变换矩阵。以这种方式，在219中接收到的被用来变换用户定义的光输出定位指令的变换矩阵总是准确的，从而确保利用用户接口设备10的所期望的直观光输出控制。在以这种方式更新变换矩阵时，用户接口设备10的新的实际取向可以被存储在数据存储设备16中，例如可以替换先前检索到的历史取向，并且可以与用户接口设备10相对于照明器50的更新后的相对取向相关联，例如可以与更新后的变换矩阵相关联。

用户可以继续（重新）取向（例如重新调整）光输出60的定位，直到在227中确定已经完成这种重新调整，此后方法200和300可以在229中结束。

在另一实施例中，方法200和300可以包括操作213，在操作213中确定用户接口设备10和照明器50之间的距离。可以以任何合适的方式执行这种距离确定。例如，用户接口设备10和照明器50可以包括定位***，例如GPS***，其中从由这些定位***提供的相应方位计算距离。可替换地，照明器50可以被适配成向用户接口设备10发送距离确定信号，其中用户接口设备10被布置为从接收到的信号的强度或飞行时间来计算距离。在特别优选的实施例中，照明器50向用户接口设备10提供光输出60的尺寸信息，其中用户接口设备10被布置为利用相机15捕获光输出60的图像并从接收到的尺寸信息和利用相机15捕获的光输出60的尺寸导出到光输出60的距离。

这样的距离信息例如对于调整在219中接收到的用户指令的粒度是有用的。在该上下文中，术语粒度可以指示照明器50响应于由用户在用户界面20上指示的距离（例如划扫的长度等）而使光输出60位移所跨的距离。这种粒度调整对于在利用用户接口设备10控制光输出60的方位的过程中维持高度的直观可能是合期望的。比如，靠近光输出60的用户可能希望利用相对大的划扫来指示光输出60的某个（重新）定位，而更远离光输出60的用户可能希望利用较小的划扫来指示光输出的相同（重新）定位，因为光输出60必须行进的感知到的距离在距光输出60被投射到其上的表面较大距离处表现为较小。除变换矩阵之外，在213中得到的距离信息可以在217中被用作缩放因子，以便在斑点调整中缩放距离信息，使得照明器50在用户在他或她相对于照明器50或光输出60的当前位置上所意图的距离内平移光输出60。

类似地，如果照明器50在一定倾角下投射光输出60，例如安装在天花板或地板上的照明器在这样的倾角下将光输出60投射到墙壁上，则由用户在219中提供的用以在一定距离（在该距离上倾角增加）内平移光输出60的指令与在219中提供的用户指令（其中用户指定光输出60在相同距离内的平移、但在该距离上倾角减小）相比，可能导致不同的由照明器50引起的光输出60的实际平移差异。为此，可以在215中要求用户启动校准，在该校准中光输出60从其原始方位在多个不同方向（例如上、下、左和右）上被移动相同的距离。实际位移距离可以通过利用相机15捕获由照明器50响应于校准指令而引起的光输出移动来确定或估计。以这种方式，可以确定作为所确定的倾角的函数的方向相关的缩放因子，例如通过确定光输出60的指定位移距离与感知到的位移距离之间的比率并且使缩放因子基于该比率的倒数。该缩放因子可以被用来缩放在219中提供的用户指令中所指示的光输出平移距离，使得通过将这个缩放因子应用到在该用户指定的光输出重新定位指令中的距离信息来根据由用户指定的距离平移光输出60。

该实施例可以通过确定用于光输出60的尺寸的缩放因子来进行扩展，例如通过响应于上述（多个）用户校准指令对观察到的尺寸的改变进行量化，以及通过在223中发送到照明器50的光输出重新定位指令中包括光输出重新缩放指令，所述光输出重新缩放指令可以触发照明器50以调整光输出60的尺寸，使得光输出60的整体尺寸依照来自用户接口设备10的接收的光输出定位指令在光输出60的（重新）定位期间保持恒定。

在上面的实施例中，由用户接口设备10通过将经变换的指令发送到照明器50来控制照明器50，由此便于照明器50执行经变换的光输出控制指令。然而，应当理解的是，方法200和300的步骤中的至少一些步骤可以可替换地在处理器（例如照明器50的控制器54）上执行。例如，用户接口设备10可替换地可以被适配成将其取向信息或所确定的变换矩阵发送到照明器50，所述照明器50可以在本地存储接收的用户接口设备取向信息或所确定的变换矩阵，以便于替代地使用在照明器50上的变换矩阵来计算变换矩阵和/或指令变换。

在上面的实施例中，光输出定位指令可以是在用户接口设备的用户接口20上接收的光输出重新指引指令，所述光输出重新指引指令可以包括用于在指定的方向上调整光输出60的方向信息。然而，本发明的实施例不限于将现有的光输出60重新定位在用户指定的新位置。在一些实施例中，光输出定位指令可以允许用户接口设备10的用户指定任何合期望的光输出60（例如具有特定方向上的、用户指定的形状、图像、或形状或图像的图案），并且使用上面描述的变换矩阵利用照明器50来呈现用户指定的光输出60，例如通过利用变换矩阵重新取向用户指定的光输出60并且依照经变换的用户定位指令控制照明器50（例如通过依照经变换的用户定位指令旋转和/或平移用户指定的光输出60）。以这种方式，用户接口设备10的用户可以得到对光输出60的直观控制，即光输出60在用户接口设备10上的取向与利用照明器50呈现的光输出60的取向相对应。

本发明的方面可以被体现为计算机实现的照明器控制方法200、300、用户接口设备10以及照明布置1。本发明的各方面可以采用一个或多个计算机可读介质中体现的计算机程序产品的形式，所述计算机可读介质具有体现在其上的计算机可读程序代码。该代码典型地体现计算机可读程序指令，用于当在这种用户接口设备10的处理器14上执行时，实现照明器控制方法200、300。

可以使用一个或多个计算机可读介质的任何组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电子的、磁的、光学的、电磁的、红外的或半导体***、装置或设备，或者前述的任何合适的组合。这种***、装置或设备可以是通过任何合适的网络连接可访问的；比如，该***、装置或设备可以是通过网络可访问的，以通过该网络检索计算机可读程序代码。这种网络可以比如是互联网、移动通信网络等。计算机可读存储介质的更具体的示例（非详尽列表）可以包括以下内容：具有一根或多根引线的电气连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦除可编程只读存储器（EPROM或闪存）、光纤、便携式致密盘只读存储器（CD-ROM）、光学存储设备、磁存储设备或前述内容的任何合适的组合。在本申请的上下文中，计算机可读存储介质可以是任何有形介质，其可以包含或存储由指令执行***、装置或设备使用或与指令执行***、装置或设备结合使用的程序。

计算机可读信号介质可以包括（例如，在基带中或作为载波的一部分的）传播数据信号，其中体现计算机可读程序代码。这种传播信号可以采取各种形式中的任何一种，所述各种形式包括但不限于电磁的、光学的或其任何合适的组合。计算机可读信号介质可以是任何计算机可读介质，其不是计算机可读存储介质并且可以传送、传播或输送由指令执行***、装置或设备使用或与指令执行***、装置或设备结合使用的程序。

在计算机可读介质上体现的程序代码可以使用任何适当的介质来传输，所述适当的介质包括但不限于无线、有线、光纤电缆、RF等，或前述内容的任何合适的组合。

用于通过在处理器14上执行来实施本发明的方法的计算机程序代码可以用一种或多种编程语言的任何组合来编写，所述编程语言包括面向对象的编程语言（诸如Java、Smalltalk、C++等）和常规程序编程语言（诸如“C”编程语言或类似的编程语言）。程序代码可以作为独立的软件包（例如app）完全地在处理器14上执行，或者可以部分地在处理器14上执行并且部分地在远程服务器上执行。在后一种场景下，远程服务器可以通过任何类型的网络连接到用户接口设备10，所述网络包括局域网（LAN）或广域网（WAN），或者可以例如使用互联网服务提供商通过互联网连接到外部计算机。

上面参考根据本发明实施例的方法、装置（***）和计算机程序产品的流程图图示和/或框图描述了本发明的各方面。将理解的是，流程图图示和/或框图的每个块（block）以及在流程图图示和/或框图中的块的组合可以由将在用户接口设备10的处理器14上全部或部分地执行的计算机程序指令来实现，使得指令创建用于实现在流程图和/或框图的一个块或多个块中指定的功能/动作的构件。这些计算机程序指令还可以被存储在可以指引用户接口设备10以特定方式运行的计算机可读介质中。

可以将计算机程序指令加载到处理器14上以使得在处理器14上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，使得在处理器14上执行的指令提供用于实现在流程图和/或框图的一个块或多个块中指定的功能/动作的过程。计算机程序产品可以形成用户接口设备10的部分，例如可以安装在用户接口设备10上。

应当注意的是，上述实施例说明而不是限制本发明，并且本领域技术人员将能够在不脱离所附权利要求的范围的情况下设计许多可替换的实施例。在权利要求中，放置在括号内的任何附图标记不应当被解释为限制权利要求。词语“包括”并不排除除了权利要求中列出的那些元件或步骤之外的元件或步骤的存在。元件前面的词语“一”或“一个”不排除多个这样的元件的存在。本发明可以借助于包括若干不同元件的硬件来实现。在列举了若干构件的设备权利要求中，这些构件中的若干个可以由同一项硬件来体现。在相互不同的从属权利要求中记载某些措施的纯粹事实并不指示这些措施的组合不能被用来获益。

Claims (14)

1.一种利用用户接口设备（10）控制被适配成在可控方向上生成光输出（60）的照明器（50）的方法（200、300），所述方法包括：

确定（207）所述用户接口设备对于所述照明器的相对取向；

在所述用户接口设备的用户接口（20）上接收（219）光输出定位指令，所述光输出定位指令包括用于所述光输出在指定位置的定位的方向信息；

通过基于所确定的相对取向变换所述方向信息来转换（221）所述光输出定位指令；以及

利用所转换的光输出定位指令来控制（223）所述照明器，

其中确定（207）所述用户接口设备（10）对于所述照明器（50）的所述相对取向的所述步骤包括确定所述用户接口设备相对于所述照明器的旋转角度以及所述用户接口设备和所述照明器之间的镜像轴的存在；并且其中：

如果所述镜像轴不存在，则基于所确定的旋转角度来变换所述方向信息；

如果所述镜像轴存在，则基于所确定的旋转角度和所述镜像轴来变换所述方向信息。

2.如权利要求1所述的方法（200、300），其中确定（209）所述用户接口设备（10）和所述照明器（50）之间的所述镜像轴的存在包括在所述用户接口（20）上接收所述存在的指示。

3.如权利要求1-2中的任一项所述的方法（200），进一步包括从所述照明器（50）接收（203）照明器取向信息，其中确定（207）所述用户接口设备（10）对于所述照明器（50）的相对取向至少部分地基于接收到的照明器取向信息。

4.如权利要求1所述的方法（200、300），进一步包括确定（205）用户接口设备取向，其中确定（207）所述用户接口设备（10）对于所述照明器（50）的相对取向至少部分地基于所确定的用户接口设备取向。

5.如权利要求4所述的方法（200、300），其中确定所述用户接口设备（10）对于所述照明器（50）的相对取向至少部分地基于初始确定的用户接口设备取向，所述方法进一步包括：

监测所述用户接口设备取向；以及

基于监测的对于所述初始确定的用户接口设备取向的改变来更新所述相对取向。

6.如权利要求1所述的方法（300），其中确定所述用户接口设备（10）对于所述照明器（50）的相对取向包括：

指导（303）所述照明器在参考方向上重新指引所述光输出（60），所述参考方向是相对于所述用户接口设备的实际取向来定义的预定义方向；

利用所述用户接口设备捕获（305）所述光输出重新指引的观察方向；以及

从所述参考方向和所述观察方向之间的差异确定（207）所述用户接口设备对于所述照明器的所述相对取向。

7.如权利要求6所述的方法（300），其中指导所述照明器（50）在参考方向上重新指引所述光输出（60）包括在所述用户接口（20）上接收所述参考方向。

8.如权利要求6或7所述的方法（300），其中指导所述照明器（50）在参考方向上重新指引所述光输出（60）包括指导所述照明器在所述参考方向上在不同位置生成一系列光输出（60(1)、60(2)、60(3)、60(4)）。

9.如权利要求6所述的方法（300），其中利用所述用户接口设备（10）捕获所述光输出重新指引的观察方向包括：

在所述用户接口（20）上接收所述观察方向的指示；或

利用与所述用户接口设备一体的相机（15）捕获所述观察方向。

10.如权利要求1所述的方法（200、300），进一步包括确定（213）所述用户接口设备（10）与所述照明器（50）之间的距离，其中转换（221）所述光输出定位指令进一步包括基于所确定的距离来缩放所述方向信息。

11.如权利要求1所述的方法（200、300），进一步包括确定（215）所述照明器（50）相对于一表面的倾角，其中所述光输出（60）被投射到所述表面上，其中转换（221）所述光输出定位指令进一步包括基于所确定的倾角来缩放所述方向信息。

12.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括随其体现的计算机可读程序指令，所述计算机可读程序指令用于当在用于控制被适配成在可控方向上生成光输出（60）的照明器（50）的用户接口设备（10）的处理器（14）上被执行时，使得所述处理器实现如权利要求1-11中的任一项所述的方法。

13.一种光照***（1），包括：

-用户接口设备（10），用于控制被适配成在可控方向上生成光输出（60）的照明器（50），所述用户接口设备包括处理器（14），

-用户接口（20）；

-数据存储设备（16），其包括如权利要求12所述的计算机可读存储介质；以及

-无线通信模块（12）；

其中所述处理器通信地耦合到所述用户接口、所述数据存储设备以及所述无线通信模块，并且其中所述处理器被适配成执行所述计算机程序产品的所述计算机可读程序指令，并且利用所述无线通信模块向所述照明器发送在所述用户接口上接收到的经转换的光输出定位指令。

14.如权利要求13所述的光照***（1），进一步包括照明器布置，所述照明器布置包括被适配成在可控方向上生成光输出（60）的所述照明器（50）、用于控制所述照明器的控制器（54）、以及另一个无线通信模块（52），所述另一个无线通信模块（52）被适配成从所述用户接口（20）接收光输出定位指令并且向所述控制器传送接收到的光输出定位指令。

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