環境生成に関する傾き又は方向補正光センサを備えるセンサ装置

专利摘要:
本発明は、光源から発される光の物理的特性を制御する方法及び装置に関する。特に、本発明は、環境生成に関する発光システムに適用され得る。フィードバック制御に関して必要とされる測定は、平面光検出器を含む携帯型ユーザ装置において行われる。おおよそ産業的に利用可能な光検出器のすべては、平面型のものであるが、平面度は、実際、信頼性のある相対測定を達成するために必要な特徴である。ユーザ装置が携帯型であるので、光検出器の向きにおける変動は、大きく予測不可能な測定エラーを導入し得、光源の効果的な制御を不可能にする。本発明の一つの実施例にしたがうと、向き依存エラーは、光検出器の実際の向きを測定し、そして、検出信号を適切に処理することによって、除去され得る。第２の実施例にしたがうと、光検出器は、ユーザ装置の向きに無関係に、好ましい向きを維持するために、ユーザ装置において可動に装着される。第３の実施例において、発される光は、複数の光検出器によって監視され、ユーザ装置の実際に位置を知ることにより、制御装置は、各瞬間における最良の向きの光検出器から入来する測定に優先度を与え得る。
公开号:JP2011510468A
申请号:JP2010543594
申请日:2009-01-19
公开日:2011-03-31
发明作者:ティム；シー；ダブリュ スヘンク；パウルス；エイチ；エイ ダミンク；ロレンツォ フェリ
申请人:コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ；
IPC主号:H05B37-02

专利说明:

[0001] 本発明は、光源から発される光の物理的特性を制御する方法及び装置に関する。特に、本発明は、環境生成に関する照明システムへ適用され得る。]
背景技術

[0002] プロフェッショナル店舗環境及びホーム環境における多色可変及び調光可能発光装置の導入は、インタラクティブな照明環境生成の可能性を開いた。更には、このようなものは、多くの場合天井又は壁においてかなりの数の光源を含むので、照明システムとの直感的なユーザ相互作用を可能にさせることが、必須なことになっている。この目的のために、主光源と、変調される光源と、の両方を有する発光装置を活用してもよく、この変調光源は、発される光において識別データを埋め込み得る。変調を可能にする高出力光源が益々利用可能になっているので、主光源が識別データを埋め込む実施例は、２つの個別の光源を有する発光装置よりも多くの場合好まれる。]
[0003] 照明目的に関して識別データを光へ埋め込むことを必要とする発明は、国際特許出願公開公報2006/111934において記載されている。光に埋め込まれた識別データは、個別の光源の識別と、異なる位置から見られる発された光の実際の色及び強度に対するそれぞれ対応する寄与の推定と、の両方を可能にする。状態データは、識別子に加えて送信され得る。開示される発明に従うと、異なる光源からの寄与は、複合センサ及びユーザ入力装置を用いて測定される。測定値は、その後、マスタ制御器へ入力され、マスタ制御器は、光源へ供給される駆動信号を生成する。]
[0004] 多くの応用例において、特に発光装置が小売店環境において動作する場合、常用光源を設置することは、問題を抱える。所望な光出力を特定するための主なインターフェイスである携帯型ユーザ入力装置は、そのことが理由で、多くの場合、実際の光出力を測定する追加的な機能性を与えられる。この場合、ユーザ入力装置は、制御装置へのフィードバックの唯一の供給源を構成し、制御装置は駆動信号を光源へ供給する。このような状況において、測定は、比較的長い時間間隔で、又は、ユーザが発光装置のパフォーマンスが低下してきたことを気づいた場合に全くの不規則に行われ、言い換えると、装置によって生成される光環境は可視的に変更されたことをユーザは気づく。ユーザは、更に、測定の品質が実際に乏しくあるよりも、更に問題があると体感する。]
[0005] 商用的に入手可能な光源は、フィルタ処理される又はフィルタ処理されないフォトダイオードを含み、これらのかなりの体部分は、平面型である、すなわち、光感知部分が平坦表面である。この表面の通常の方法は、入射光線に関して好ましい方法を規定し、結果的に、平坦フォトダイオードは、可視範囲の外側にある無線アンテナ及び他の受信器とは対称的に、本質的に指向性である。同様に、多くの照らされる対象物は、対応する発光装置が環境において設計され配置される場合に、重んじられる必要がある好ましい観測方向を有する（天井に対して垂直、壁に対して水平、一般的な傾斜表面に対して直交）。発光装置の動作において、フィードバック制御に関する情報を提供する光センサが正常に配置されることも等しく重要である。残念なことに、訓練を受けていないユーザによってなされた不正な測定は、非常に不正確であり得、光源の理論的な制御を不可能にする。]
[0006] 環境生成において、単一の光源に対する絶対測定の上述の欠陥的な信頼性に加えて、更なる問題が生じる。この技術において、照らされる表面における所与の点から可視的である（変調によって個別の識別可能であり得る）各光源からの寄与などの、相対的寄与の測定に関する頻繁な必要性が存在する。斜め入射光線は、法線光線よりも相対的に少ない量の分だけ、非光沢仕上げ表面の輝度に寄与するので、求められる測定は根本的に指向性であり、光センサの正常な配置の問題は、無視され得ない。天井に配置される光源の特定の場合において、平面光検出器は、天井に並行である場合に正しく配置され得る。この状況において指向性光センサを等方性光センサによって置換することは、このことが、表面における点に達する複合光パターンを再現し得ないので、センサを位置決めすることの回避法ではない。]
発明が解決しようとする課題

[0007] 本発明の目的は、発される光の色、強度又は特定の他の特性に関して変調光源を制御する改善された方法を提供すること、及び、この方法を実施する手段を提供することである。本発明の特定の目的は、環境生成において使用される光源に関する制御方法及び制御装置であって、信頼性のある相対測定に関するこの技術の供給を満たす制御方法及び制御装置を提供することである。]
課題を解決するための手段

[0008] この及び他の目的は、平面型であるが、少なくとも検出信号の適切な処理の後に制御されるべき物理的特性の補正値を提供する光検出器を含む携帯型ユーザ装置において測定を実行することによって達成される。ここで、「補正」値は、照らされる環境の特性に依存して、好ましい向きに位置される同様の光センサによって報告され得る値である。]
[0009] したがって、本発明の一つの態様に従うと、少なくとも１つの光源によって発される光の特性を制御する方法であって、当該方法は、
−好ましい向きを保持するために、前記少なくとも１つの光源によって発される変調された光を受け取るステップであって、前記変調は、携帯型ユーザ装置において可動に配置される平面光検出器において、前記光検出器に入射する更なる光からの区別を可能にする、ステップと、
−受信された前記光の前記物理的特性の値を表わす検出信号を生成するステップと、
−前記検出信号に基づき、駆動信号を前記少なくとも１つの光源へ送信するステップと、
を含む方法が提供される。]
[0010] 光の物理的特性の値のフィードバック制御を実行することに関して、この特性は、正しい位置合わせの好ましい範囲内に常にある光センサを用いて監視される。光検出器の向き保持装着により、上述の方法は、実際に、ユーザ装置の好ましい向きからの偏位に対して無反応である。]
[0011] 装着は、ジンバル構造などの複合ジョイント、又は同一の機能性を有する特定の他の接続部からなり得る。向き適合性を得るために、簡素な機械的構造体を使用し得る。駆動信号をリニアモータなどの電気的アクチュエータへ生成するための、又は、好ましい向きに装置を位置させるために、いかに装置の傾きを調整するかについての信号をユーザへ供給するための、のいずれかの能動的なフィードバック制御の仕様も想定され得る。]
[0012] したがって、本発明の第２の態様に従うと、少なくとも１つの光源によって発される光の特性を制御する方法であって、
−平面光検出器において、前記少なくとも１つの光源によって発される変調された光を受け取るステップであって、前記変調は、前記光検出器に入射する更なる光からの区別を可能にする、ステップと、
−受信された前記光の前記物理的特性の値を表わす検出信号を生成するステップと、
−好ましい向きに対して前記光検出器の実際の向きを決定するステップと、
−前記検出信号及び決定される前記実際の向きから、前記受信された光の前記物理的特性の補正値を決定するステップと、
−前記補正値に基づき、駆動信号を前記少なくとも１つの光源へ送信するステップと、
を含む方法が提供される。]
[0013] この実施例にしたがうと、ユーザ装置へ堅く接続されている光検出器によって受信される。このようにして、光検出器の向きは、ユーザ装置の角度から一定の角度だけ異なり、すなわち、完全に予測不可能である。しかし、当該方法は、光検出器の実際の向きを感知するステップ、及び、検出信号を処理することによって好ましい向きからの可能な偏位を補償するステップ、を含む。原理的に、補正値は、ユーザ装置が、制御されるべき光源からの光の非０位置を受け取るように位置されるとすぐに、検出信号から着実に推定され得る。]
[0014] 特定の実施例において、補正案は、光センサによって測定される値とその向きの組合せに基づいてルックアップテーブルから読み出される。特定の応用例において、実際には、補正値を計算しないが、代わりに、高精度で事前に計算されていた記憶値との間で補間することが有利であることが判明し得る。]
[0015] 更なる別の実施例において、測定は、複数の方向からの光を受信するために配置される、複数の光検出器によって実行される。この場合、検出信号の処理は、好ましい向きに最も近い光検出器によって提供される情報に優先度を与えることを含み得る。]
[0016] 本発明の第３及び第４の態様に従うと、上述の方法のそれぞれを実行する対応する装置が提供される。一つの実施例において、光検出器はジャイロに装着されることによって好ましい向きで維持される装置が提供される。装置の特定の応用例において、光検出器は、エネルギ最小構成が光検出器の好ましい向きと一致するように構成される機械的ジョイントを介してユーザ装置へ接続される。本発明の更に別の実施例において、制御ユニットへ光検出器の実際の向きを提供する向きセンサは、マイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）を含む。]
[0017] 本発明は、添付の図面を参照にして、より詳細に以下に説明され得る。]
図面の簡単な説明

[0018] 図１は、本発明に従う照明システムを示すブロック図である。
図２は、本発明の第２の実施例にしたがう、向きセンサを含む、照明システムを示すブロック図である。
図３は、本発明の第３の実施例に従う照明システムの一部である光検出器構成を示す。
図４は、本発明の第４の実施例にしたがう照明システムの一部であり、光レンズを含む光検出器を示す。] 図１ 図２ 図３ 図４
実施例

[0019] 例として、本発明の実施例は、図１を参照にして以下に説明される。少なくとも１つの光源１００によって発される光１０１の物理的特性を制御する装置は、目標値１０５及び前記特性の実際の値１０３に基づき前記少なくとも１つの光源へ駆動信号１０７を生成する制御ユニット１０２を含む。制御装置は、携帯型ユーザ装置を含み、携帯型ユーザ装置は、光センサを含み、そして、光の前記物理的特性の目標値１０５を特定するインターフェイスを含み得る。制御装置の他の部分は、ユーザ装置において又は他の場所に実装され得る。] 図１
[0020] 第１の実施例において、装置は、更に、ユーザ装置において可動に装着される光検出器１０４を含む。したがって、ユーザ装置の（特定の動作範囲内における）位置に関わらず、光検出器は、光の正しい測定を可能にするように、好ましい向き、すなわち通常水平方向に維持され得る。特定の製品に関する性能、重量及び費用などに属される重要度に依存して、向きは、異なる受動的又は能動的手段をによって維持され得る。重力場を利用する第１受動的向き制御方法に従うと、光検出器は、エネルギ最小構成が光検出器の好ましい向きと一致するように設計されるジョイントを用いて装着される。角度運動量の保存に基づく別の受動的向き制御方法に従うと、光検出器は、ジャイロに堅く接続される。]
[0021] 光検出器の向きは、能動的フィードバック制御を用いても維持され得る。一方で、好ましい向きへ光検出器を復元するために必要な力は、電気的モータによって印加され得る。他方で、ユーザ装置は、装置を正しく傾けるようにユーザをガイドする発光又は音響信号を送信し得る。いずれの場合においても、ユーザ装置は、向きセンサを備えられている。]
[0022] 更に、図２に示されるように、背景部分において説明される技術的問題に対する代替解決法を提案する第２の実施例が提供される。この場合、装置は、第１の段落において述べられるコンポーネントに加えて、堅く装着される光検出器２０６を含み、光検出器の実際の向き２１１は向きセンサ２１０によって監視され、そして補正手段２０８へ報告され、補正手段２０８は、制御されるべき物理的特性の補正値２０３を、測定される「ローカル」値２０９を表わす検出信号に基づき決定する。異なるように配置されると、得られる検出信号は、受信される向きに関して解釈される。] 図２
[0023] 光検出器の実際の向きは、マイクロエレクトロメカニカル・ジャイロスコープ（ＭＥＭＳジャイロスコープ）などの特定の適切な種類のジャイロスコープによって、又は、慣性位置システムによって、報告され得る。]
[0024] 補正手段は、制御されるべき物理的特性の性質に従い検出信号を処理する。例として、測定及び制御されるべき物理的特性は強度であり、好ましい方向が垂直であると仮定する。光検出器の光感知表面の法線方向が極角φで位置される場合、光検出器によって報告される強度ID及び同一であるが垂直に位置される光検出器によって報告される強度Iは、



によって関係付けられる。例において、この演算は、報告される強度が制御ループへ供給される前に実行されるべき適切な処理である。直角に近すぎないφ値に関して、1/cosφによって乗算するステップは、垂直に方向付けされる光検出器によって測定され得る強度を復元する。]
[0025] 事前に計算された補正因数間において補間することは、特にこれらが複雑な数学式によって与えられる場合に、しばしば都合がよい。上述の例において、このことは、所要な制度に従い間隔付けされた特定のφ値に関して1/cosφの値を記憶することを意味し得る。]
[0026] 図３及び４において示される、第３の実施例も与えられ、これらにしたがうと、装置は、１つより多い堅く装着された光検出器を含む。検出信号３０３・４０３は、この場合、合成信号である。各光検出器の実際の向きが追従する、ユーザ装置の実際の向きを測定することによって、処理手段は、どの光検出器が所与の瞬間に光を受け取るのが最良に適しているかを決定する。この場合、補正手段は、最も適切な向き、すなわち、好ましいものに最も近い向き、で光を受信する光検出器によって行われる測定に優先度を与える。この光検出器は、制御されるべき光の特性の実際の値を決定するための主な又は唯一の情報源のいずれかになる。利用可能な受信向きの一群を分散させるために、光検出器は、図３のように、曲面表面に配置され得る。同一の結果は、レンズ４０２が光検出器に配置される場合にも達成され得る（図４参照）。多重検出器実施例は、一般的に、特に低光強度において、より良い品質の測定を与えるが、その理由は、これらの測定が、毎回最適に近いように配置される光検出器によって実行されるからである。] 図３ 図４
[0027] １０２・２０２・２０８として示される手段は、補正及び制御の上述の機能性を実現させるための適切なソフトウェアコードを実行する、計算機などの、処理ユニットを用いて通常実施化される。中央計算機は、検出信号を受信し、上述の処理を実行し、所要の駆動信号を生成し、駆動信号を光源へ伝送するために利用され得る。したがって、本発明の好ましい実施例にしたがう制御位置は、携帯型ユーザ装置及び適切なソフトウェアコードを実行する計算機を用いて実施化され得る。]

权利要求:

請求項1
少なくとも１つの光源によって発される光の物理的特性を制御する方法であって、当該方法は、−好ましい向きを保持するために、前記少なくとも１つの光源によって発される変調された光を受け取るステップであって、前記変調は、携帯型ユーザ装置において可動に配置される平面光検出器において、前記光検出器に入射する更なる光からの区別を可能にする、ステップと、−受信された前記光の前記物理的特性の値を表わす検出信号を生成するステップと、−前記検出信号に基づき、駆動信号を前記少なくとも１つの光源へ送信するステップと、を含む方法。
請求項2
請求項１に記載の方法であって、前記好ましい向きからの前記光検出器の偏位を減少させるために、前記光検出器を機械的に傾けるステップを更に含む、方法。
請求項3
少なくとも１つの光源によって発される光の物理的特性を制御する方法であって、−好ましい向きからの前記光検出器の偏位を減少させるために、携帯型ユーザ装置において位置される平面光検出器の向きを変更することをユーザへ通知するステップと、−前記平面光検出器において、前記少なくとも１つの光源によって発される変調された光を受け取るステップであって、前記変調は、前記光検出器に入射する更なる光からの区別を可能にする、ステップと、−受信された前記光の前記物理的特性の値を表わす検出信号を生成するステップと、−前記検出信号に基づき、駆動信号を前記少なくとも１つの光源へ送信するステップと、
請求項4
少なくとも１つの光源によって発される光の物理的特性を制御する方法であって、当該方法は、−前記少なくとも１つの光源によって発される変調された光を受け取るステップであって、前記変調は、携帯型ユーザ装置において可動に配置される平面光検出器において、前記光検出器に入射する更なる光からの区別を可能にする、ステップと、−受信された前記光の前記物理的特性の値を表わす検出信号を生成するステップと、−好ましい向きに対して前記光検出器の実際の向きを決定するステップと、−前記検出信号及び決定される前記実際の向きから、前記受信された光の前記物理的特性の補正値を決定するステップと、−前記補正値に基づき、駆動信号を前記少なくとも１つの光源へ送信するステップと、を含む方法。
請求項5
請求項４に記載の方法であって、更に、−前記少なくとも１つの光源によって発される変調された光を受け取るステップであって、前記変調は、携帯型ユーザ装置において配置される少なくとも２つの平面光検出器において、各光検出器に入射する更なる光からの区別を可能にする、ステップと、−全ての光検出器による前記測定から構成され、前記受信光の前記物理的特性の値を表わす検出信号を生成するステップと、を含み、前記受信光の前記物理的特性の前記補正値は、前記好ましい向きに最も近接した向きで光を受信する該光検出器における前記測定に基づく、方法。
請求項6
請求項５に記載の方法であって、前記光が、複数の異なる向きで受信される、方法。
請求項7
請求項４に記載の方法であって、前記補正値が、前記光検出器の前記実際の向きと関連付けられる数を用いて前記検出信号を乗算することによって決定される、方法。
請求項8
請求項４に記載の方法であって、前記補正値が、ルックアップテーブルから導出される、方法。
請求項9
請求項４に記載の方法であって、前記補正値が、数式によって決定される、方法。
請求項10
環境生成に関して使用される、請求項１ないし９のいずれか一項に記載の方法。
請求項11
少なくとも１つの光源によって発される光の物理的特性を制御する装置であって、当該装置は、−好ましい向きを保持するために、携帯型ユーザ装置において可動に配置される平面光検出器であって、当該光検出器は、前記少なくとも１つの光源によって発される変調された光を受け取るように構成され、前記変調は、前記光検出器に入射する更なる光からの区別を可能にし、当該光検出器から、受信された前記光の前記物理的特性の値を表わす検出信号が生成される、光検出器と、−前記検出信号に基づき、駆動信号を前記少なくとも１つの光源へ送信する手段と、を含む装置。
請求項12
請求項１１に記載の装置であって、前記光検出器が、ジンバル構造を用いて前記ユーザ装置において配置される、装置。
請求項13
請求項１１又は１２に記載の装置であって、前記光検出器が、ジャイロを用いて前記ユーザ装置において配置される、装置。
請求項14
請求項１１又は１２に記載の装置であって、前記光検出器が、エネルギ最少位置が前記好ましい向きに一致するように装着される、装置。
請求項15
請求項１１又は１２に記載の装置であって、前記好ましい向きから前記光検出器の偏位を低下させるために前記光検出器を機械的に傾ける手段を更に含む。装置。
請求項16
少なくとも１つの光源によって発される光の物理的特性を制御する装置であって、当該装置が、−携帯型ユーザ装置において配置される平面光検出器であって、当該光検出器は、前記少なくとも１つの光源によって発される変調された光を受け取るように構成され、前記変調は、前記光検出器に入射する更なる光からの区別を可能にし、当該光検出器から、受信された前記光の前記物理的特性の値を表わす検出信号が生成される、光検出器と、−好ましい向きからの前記光検出器の偏位を減少させるために、前記平面光検出器の向きを変更することをユーザへ通知する手段と、−前記検出信号に基づき、駆動信号を前記少なくとも１つの光源へ送信する手段と、を含む装置。
請求項17
少なくとも１つの光源によって発される光の物理的特性を制御する装置であって、当該装置は、−携帯型ユーザ装置において装着される平面光検出器であって、当該光検出器は、前記少なくとも１つの光源によって発される変調された光を受け取るように構成され、前記変調は、前記光検出器に入射する更なる光からの区別を可能にし、当該光検出器から、受信された前記光の前記物理的特性の値を表わす検出信号が生成される、光検出器と、−好ましい向きに対して前記光検出器の実際の向きを決定する手段と、−前記検出信号及び決定される前記実際の向きから、前記光の前記物理的特性の補正値を決定する手段と、−前記補正値に基づき、駆動信号を前記少なくとも１つの光源へ送信する手段と、を含む、装置。
請求項18
請求項１７に記載の装置であって、−携帯型ユーザ装置において配置される少なくとも２つの平面光検出器であって、当該光検出器は、前記少なくとも１つの光源によって発される変調された光を受け取るように構成され、前記変調は、前記光検出器に入射する更なる光からの区別を可能にし、当該光検出器から、全ての光検出器による前記測定から構成され、前記受信光の前記物理的特性の値を表わす検出信号が生成される、少なくとも２つの平面光検出器、を含み、前記受信光の前記物理的特性の前記補正値は、前記好ましい向きに最も近接した向きで光を受信する該光検出器における前記測定に基づく、装置。
請求項19
請求項１８に記載の装置であって、前記少なくとも２つの光検出器が、光を、複数の異なる向きで受信するように構成される、装置。
請求項20
請求項１８に記載の装置であって、光学レンズが、前記少なくとも２つの平面光検出器に配置される、装置。
請求項21
請求項１７に記載の装置であって、前記光検出器の前記向きを感知する手段が、マイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）を含む、装置。
請求項22
環境生成に関して使用される、請求項１１ないし２１のいずれか一項に記載の装置。