微光环境照明系统的制作方法

xiaoxiao2020-09-10  1

专利名称:微光环境照明系统的制作方法
技术领域
本发明涉及一种照明技术,且特别涉及一种微光环境照明系统。
背景技术
照明装置一般用来在暗环境中提供照明的效用。然而照明装置的亮度一般是采用固定的发光强度。也就是说,当照明装置被开启时其消耗的电源是固定的。虽然一些照明装置允许通过改变工作率(work cycle)而调变发光强度,以配合在环境中所需要的亮度, 然而其一般不是配合人眼的视觉效应来改变。一般所知的现象,人眼在明视觉(photopic) 状态与在暗视觉(scotopic)状态的亮度功效(luminance efficacy)随波长的变化曲线是不同。当环境是处于微光状态时,人眼随波长的反应是依照一介视觉(mesopic)状态的曲线,适当的照明应该配合人眼在介视觉状态的反应曲线来调整亮度,以达到较佳的照明效果,且能达到省电的功效。然而如何能有效自动调整光源的亮度,是设计时的一个考虑课题。

发明内容
本发明所要解决的技术问题在于,提供一种微光环境照明系统,可以根据环境的亮度,配合人眼在介视觉状态的视觉反应,自动调整光源装置的亮度。于一实施例,本发明提供一种微光环境照明系统,包括至少一光源模块、一亮度检测单元、一处理运算模块以及一控制单元。光源模块设置在一环境中提供照明,其中每一该光源模块有多个发光单元,每一该发光单元分别被控制产生一亮度。亮度检测单元检测该环境的一明视觉亮度(P)以及一视觉比值(S/P),该视觉比值定义为暗视觉亮度( 与明视觉亮度(P)的比值。处理运算模块根据该明视觉亮度以及该视觉比值计算出一介视觉亮度。当明视觉亮度小于一微光设定值时,根据一选定条件通过一适应处理得到一功率控制信息。该功率控制信息是对应被适应后的一优化介视觉亮度。该选定条件包含参考一介视觉亮度参数、一明视觉亮度参数以及一功率参数所组成而所设定的条件。控制单元接收该功率控制信息以调变该些发光单元的该些亮度。于一实施例,本发明提供一种微光环境照明系统,包括至少一光源模块、一亮度检测单元、一处理运算模块以及一控制单元。光源模块设置在一环境中提供照明,其中每一该光源模块有多个发光单元,每一该发光单元分别被控制产生一亮度。亮度检测单元检测该环境的一明视觉亮度(P)。处理运算模块由外部接收该至少一光源模块的一光源信息算出一视觉比值(S/P)。该视觉比值定义为暗视觉亮度( 与明视觉亮度(P)的比值,并且,根据该明视觉亮度以及该视觉比值计算出一介视觉亮度,其中当该明视觉亮度小于一微光设定值时,根据一选定条件通过一适应处理得到一功率控制信息。该功率控制信息是对应被适应后的一优化介视觉亮度。该选定条件包含参考一介视觉亮度参数、一明视觉亮度参数以及一功率参数所组成而所设定的条件。控制单元接收该功率控制信息以调变该些发光单元的该些亮度。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述,但不作为对本发明的限定。


图1为依据本发明一实施例所绘示的微光环境照明系统的架构示意图;图2绘示明视觉、介视觉、暗视觉随波长变化的视效曲线示意图;图3为依据本发明一实施例所绘示的亮度检测单元结构示意图;图4为依据本发明一实施例所绘示的亮度检测单元结构示意图;图5为依据本发明一实施例所绘示的亮度检测单元结构示意图;图6为依据本发明一实施例所绘示的亮度检测单元结构示意图;图7为依据本发明一实施例所绘示的亮度检测单元结构示意图;图8为依据本发明一实施例所绘示的微光环境照明系统的操作流程示意图;图9为依据本发明一实施例所绘示的微光环境照明装置示意图。其中,附图标记100:光源模块102:处理运算模块104 影像撷取模块200:照明环境202 成像系统204 分光镜206、250、220a 明视觉滤光片208、210、236、242、252 检测器阵列210、220b 明暗视觉综合亮度滤光片220 可切换滤光片组234a,234b 滤光像素230 液晶切换器234 像素滤光片254:光谱仪单元256 光谱检测器阵列300:微光环境照明装置302 光源模块304 感应组件306 处理器308 记忆单元310 控制器312:网络
具体实施例方式本发明一实施例揭露一种可以调变亮度的照明装置,其根据介视觉的特性以调变环境处在微光状态时的照明。如此,本发明也可以达到节省能源的效果。
以下举一些实施例来说明本发明,但是本发明不限于所举的实施例。此外,所举的实施例之间也允许有适当的结合。图1为依据本发明一实施例所绘示的微光环境照明系统的架构示意图。参阅图1, 本实施例的微光环境照明系统可以包含一光源模块100、一处理运算模块102、一影像撷取模块104及一控制单元(图未标示)。光源模块100的光谱是可变的,受控制单元所控制。 处理运算模块102则是根据影像撷取模块104对环境所拍摄的影像,经适应函数(fitness function)运算后得到光源模块100对应在介视觉所要输出的亮度,进而利用控制单元控制光源模块100的各种颜色发光单元的发光强度。这些模块可以达到在微光环境中,人眼所感受到的辉度值(坎德拉/每平方米Cd/ m2),与其在一般照明环境中人眼所感受到的辉度值趋于相同或近似。同时,微光环境照明系统也能在微光环境中以节能的方式来达到。图2绘示本发明所考虑的明视觉(photopic,P)、介视觉(mesopic)、暗视觉 (scotopic,S)随波长变化的视效曲线示意图。参阅图2,在不同视觉状态下,感光细胞的作用会不同。例如对于波长为505nm的光,在暗视觉状态的感光效率会较高。而介视觉的视效曲线是介于明视觉状态与暗视觉状态之间,其具有动态的特性,会随着光环境的背景亮度大小而变动,因此,在微光环境中,如果光源模块所产生的光谱与功率参数能随着介视觉的视效曲线动态变化,则能得到较佳的照明效果,且提升照明效率,而减少能源浪费。本发明提出一实施例可以检测介视觉亮度的亮度检测单元,其对应于前述的影像撷取模块104,以影像的检测机制来达到。介视觉亮度函数(L)由于学理研究,可以用式(1)来表示
权利要求
1.一种微光环境照明系统,其特征在于,包括至少一光源模块,设置在一环境中提供照明,其中每一该光源模块有多个发光单元,每一该发光单元分别被控制产生一亮度;一亮度检测单元,检测该环境的一明视觉亮度以及一视觉比值,该视觉比值定义为暗视觉亮度与明视觉亮度的比值;一处理运算模块,根据该明视觉亮度以及该视觉比值计算出一介视觉亮度,当该明视觉亮度小于一微光设定值时,根据一选定条件通过一适应处理得到一功率控制信息,其中该功率控制信息是对应被适应后的一优化介视觉亮度,其中该选定条件包含参考一介视觉亮度参数、一明视觉亮度参数以及一功率参数所组成而设定的条件;以及一控制单元,接收该功率控制信息以调变该些发光单元的该些亮度。
2.根据权利要求1所述的微光环境照明系统,其特征在于,该适应处理是一基因算法。
3.根据权利要求1所述的微光环境照明系统,其特征在于,该亮度检测单元直接检测该视觉比值(S/P)与该明视觉亮度(P),通过一介视觉亮度函数得到该介视觉亮度(L)
4.根据权利要求1所述的微光环境照明系统,其特征在于,该亮度检测单元包括 一成像系统,拍取一环境影像;一分光镜,将该环境影像分成一第一影像与一第二影像; 一明视觉滤光片,接收与过滤该第一影像; 一第一检测器阵列,接收被过滤的该第一影像,得到该明视觉亮度; 一明暗视觉综合亮度滤光片,接收与过滤该第二影像;以及一第二检测器阵列,接收被过滤的该第二影像,得到一综合亮度,该综合亮度是明视觉亮度与暗视觉亮度的加总。
5.根据权利要求1所述的微光环境照明系统,其特征在于,该亮度检测单元包括 一成像系统,拍取一环境影像;一可切换滤光片组,可以切换到一明视觉滤光片或一明暗视觉综合亮度滤光片,以接收与过滤该环境影像,分别输出一第一影像与一第二影像;一检测器阵列,分别接收被过滤的该第一影像与该第二影像,得到该明视觉亮度及一综合亮度,该综合亮度是由明视觉亮度与暗视觉亮度的加总。
6.根据权利要求1所述的微光环境照明系统,其特征在于,该亮度检测单元包括 一成像系统,拍取一环境影像;一液晶切换器,接收该环境影像,其中该液晶切换器有多个液晶切换区域,每一该液晶切换区域可以切换成透光与不透光,其中通过切换的控制使该液晶切换器在不同时间分别输出一第一影像与一第二影像;一像素滤光片,由多个明视觉滤光像素与多个明暗视觉综合亮度滤光像素混合所构成的一滤光像素阵列,其中该液晶切换器的该些液晶切换区域分对应该滤光像素阵列,使该些明视觉滤光像素与该些明暗视觉综合亮度滤光像素交替接收该第一影像与该第二影像; 以及一检测器阵列,不同时间分别接收被过滤的该第一影像与该第二影像,得到该明视觉亮度及一综合亮度,该综合亮度是由明视觉亮度与暗视觉亮度的加总。
7.根据权利要求1所述的微光环境照明系统,其特征在于,该亮度检测单元包括 一成像系统,拍取一环境影像;一像素滤光片,接收与过滤该环境影像,其中该像素滤光片是由多个明视觉滤光像素与多个明暗视觉综合亮度滤光像素混合所构成的一滤光像素阵列,同时间分别过滤该环境影像并输出一第一影像与一第二影像;以及一检测器阵列,同时间接收被过滤的该第一影像与该第二影像,得到该明视觉亮度及一综合亮度,该综合亮度是由明视觉亮度与暗视觉亮度的加总。
8.根据权利要求1所述的微光环境照明系统,其特征在于,该亮度检测单元包括 一成像系统,拍取一环境影像;一分光镜,将该环境影像分成一第一影像与一第二影像; 一明视觉滤光片,接收与过滤该第一影像; 一检测器阵列,接收被过滤的该第一影像,得到该明视觉亮度; 一光谱仪单元,接收该第二影像产生一光谱;以及一光谱检测器阵列,接收该光谱,直接得到该视觉比值。
9.根据权利要求1所述的微光环境照明系统,其特征在于,该微光设定值是0.6cd/m2。
10.根据权利要求1所述的微光环境照明系统,其特征在于,该适应处理单元的该选定条件是将该适应处理依照符合下述条件中的一最优化组合,其包含对应的一候选介视觉亮度(L2)、一检测明视觉亮度(P)以及设定的一参考明视觉亮度(PO)(1)L2值与PO值的相差绝对值最小;(2)对应L2的所需功率小于对应PO的所需功率;以及(3)P < 0. 6cd/m2。
11.根据权利要求1所述的微光环境照明系统,其特征在于,该适应处理单元的该选定条件是将该适应处理依照符合下述条件中的一最优化组合,其包含对应的一候选介视觉亮度(L2)以及一检测明视觉亮度(P)(1)L2值减P值的相差值最大;(2)对应L2的所需功率与对应P的所需功率的相差值最小;以及(3)P < 0. 6cd/m2。
12.根据权利要求1所述的微光环境照明系统,其特征在于,该适应处理单元的该选定条件是将该适应处理依照符合下述条件中的一最优化组合,其包含对应的一候选介视觉亮度(U)以及一检测明视觉亮度(P)(1)L2值减P值的相差值最大;(2)对应L2所需的功率最小;以及(3)P < 0. 6cd/m2。
13.根据权利要求1所述的微光环境照明系统,其特征在于,该适应处理单元的该适应处理产生一候选组合时,当一统计错误率大于一设定错误率,则继续该适应处理。
14.一种微光环境照明系统,其特征在于,包括至少一光源模块,设置在一环境中提供照明,其中每一该光源模块有多个发光单元,每一该发光单元分别被控制产生一亮度;一亮度检测单元,检测该环境的一明视觉亮度;一处理运算模块,由外部接收该至少一光源模块的一光源信息计算出一视觉比值(S/ P),该视觉比值定义为暗视觉亮度( 与明视觉亮度(P)的比值,又根据该明视觉亮度以及该视觉比值计算出一介视觉亮度,其中当该明视觉亮度小于一微光设定值时,根据一选定条件通过一适应处理得到一功率控制信息,其中该功率控制信息是对应被适应后的一优化介视觉亮度,其中该选定条件包含参考一介视觉亮度参数、一明视觉亮度参数以及一功率参数所组成而所设定的条件;以及一控制单元,接收该功率控制信息以调变该些发光单元的该些亮度。
15.根据权利要求14所述的微光环境照明系统,其特征在于,该亮度检测单元包括 一成像系统,拍取一环境影像;一明视觉滤光片,接收与过滤该环境影像; 一检测器阵列,接收被过滤的该环境影像,得到该明视觉亮度。
16.根据权利要求14所述的微光环境照明系统,其特征在于,该适应处理是一基因算法。
17.根据权利要求14所述的微光环境照明系统,其特征在于,根据该视觉比值(S/P)与该明视觉亮度(P),通过一介视觉亮度函数得到该介视觉亮度(L)
18.根据权利要求14所述的微光环境照明系统,其特征在于,该微光设定值是0. 6cd/m2。
全文摘要
一种微光环境照明系统,包含至少一光源模块,设置在一环境中提供照明。光源模块有多个发光单元,每一个发光单元分别被控制产生一亮度。一亮度检测单元检测该环境的一明视觉亮度以及一视觉比值。一处理运算模块根据该明视觉亮度以及该视觉比值计算出一介视觉亮度。当明视觉亮度小于一微光设定值时,根据一选定条件通过一适应处理得到一功率控制信息。功率控制信息是对应被适应后的一优化介视觉亮度。一控制单元接收该功率控制信息以调变该些发光单元的该些亮度。
文档编号H05B37/02GK102548115SQ20111005089
公开日2012年7月4日 申请日期2011年3月1日 优先权日2010年12月31日
发明者张学智, 胡鸿烈, 钟享吉, 陈源庆 申请人:财团法人工业技术研究院

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