УПРАВЛЕНИЕ УГЛОВЫМ РАСПРЕДЕЛЕНИЕМ СВЕТА ПОСРЕДСТВОМ РЕГУЛЯТОРА
CONTROL OF LIGHT ANGULAR DISTRIBUTION BY CONTROLLER

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к светоизлучающему устройству, имеющему управляемое угловое распределение света, и к способу управления угловым распределением света светоизлучающего устройства.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В течение десятилетий использовались обычные световые системы, содержащие флуоресцентные лампы, но в будущем, ожидается, что они будут заменены светильниками на основе СИДов. Такие светильники на основе СИДов обычно включают в себя множество СИДов.
В световых системах для бытовых применений освещение должно быть "адаптируемым", поскольку многочисленные комнаты используются для разных целей. Поэтому, для того чтобы добиться этого, обычно устанавливается регулирующий выключатель, который и используется для управления уровнем света в комнате.
В области внутреннего и внешнего освещения существует все возрастающая потребность в осветительных системах, имеющих специальное построение и функции. Например, в офисной обстановке часто необходимо обеспечить прямое освещение рабочих мест, а также рассеянное общее освещение. Следовательно, было бы желательно обеспечить световую систему, которая была бы управляемой, чтобы она могла излучать свет в нескольких направлениях так, как необходимо.
Патентная заявка ЕР 1 764 552 раскрывает электрическую конфигурацию лампы или источника света, включающего в себя четыре световые единицы, а также управляющий блок, имеющий четыре выключателя для выборочной подачи электроэнергии на соответствующую одну из световых единиц. Однако такое управление каждой отдельной световой единицей требует сложную электрическую систему, имеющую множество выключателей света, и сложную электрическую проводку, которой, конечно же, в обычном доме или офисе обычно нет.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В виду вышеупомянутых и других недостатков существующего уровня техники общей задачей настоящего изобретения является обеспечить улучшенное светоизлучающее устройство, в частности имеющее управляемое угловое распределение света.
В соответствии с первым объектом настоящего изобретения эта и другие цели достигаются посредством способа управления угловым распределением света светового пучка, испущенного светоизлучающим устройством, содержащего первый набор источников света, содержащий по меньшей мере один источник света, сконфигурированный для испускания света внутри первого углового диапазона, и второй набор источников света, содержащий по меньшей мере один источник света, сконфигурированный для испускания света внутри второго углового диапазона, в котором этот первый угловой диапазон отличен от второго углового диапазона, включающего в себя этапы получения от регулятора света настройки регулятора света; управления, - если настройка регулятора света находится внутри первого предопределенного диапазона, - первым набором источников света таким образом, чтобы он испускал свет внутри первого углового диапазона; и управления, - если настройка регулятора света находится внутри второго предопределенного диапазона, - вторым набором источников света таким образом, чтобы он испускал свет внутри второго углового диапазона.
Термин "регулятор света" в контексте настоящего изобретения следует понимать как любой электрический выключатель с возможностью непрерывного или ступенчатого регулирования.
Посредством этого способа в соответствии с настоящим изобретением угловое распределение света, испущенного из одного светоизлучающего устройства, может быть управляемым с использованием одного выключателя, исключая тем самым необходимость во множестве выключателей и/или в новой электропроводке, что потребовалось бы в ином случае. Таким образом, патентоспособная идея использования регулирующего выключателя света, обычно установленного в домах и офисах для углового распределения света, испущенного из одного светоизлучающего устройства, действительно обладает экономическими преимуществами и позволяет пользователю очень удобным и легким образом управлять светом в комнате. Например, для этого выгодно может быть использован существующий регулирующий выключатель света.
Поскольку первый угловой диапазон отличен от второго углового диапазона, пользователь, используя регулирующий выключатель света, может, например, управлять освещением в комнате таким образом, чтобы конкретная область комнаты была освещена так, как необходимо. Например, пользователь может предпочесть освещение только одной из первой и второй областей комнаты, соответствующее первому угловому диапазону света соответственно, или же пользователь может предпочесть освещение обеих - и первой, и второй областей комнаты, - в любом случае может быть достигнуто необходимое освещение комнаты, которое пригодно для конкретного занятия, и/или экономия электроэнергии.
Соответственно, второй предопределенный диапазон настройки регулятора света может соответствовать управлению только вторым набором источников света, однако другой предопределенный диапазон может соответствовать управлению обоими - и первым набором источников света, и вторым набором источников света.
Переход от испускания света внутри первого углового диапазона к испусканию света внутри второго углового диапазона, предпочтительно, может быть постепенным, и таким образом, интенсивность света, испускаемого из первого и второго набора источников света, может изменяться внутри соответственно первого и соответственно второго предопределенного диапазона. Например, по мере того как пользователь изменяет настройку регулятора света на регулируемом выключателе света от первого предопределенного диапазона ко второму предопределенному диапазону, интенсивность света, испускаемого внутри первого углового диапазона, может постепенно уменьшаться, в то время как интенсивность света, испускаемого внутри второго углового диапазона, может постепенно увеличиваться.
В вариантах исполнения изобретения первый и второй угловые диапазоны света могут соответствовать первому полярному угловому диапазону и второму полярному угловому диапазону соответственно, по отношению к оптической оси светоизлучающего устройства. Например, второй полярный угловой диапазон может охватывать большие полярные углы, чем первый полярный угловой диапазон, и, таким образом, последовательной активизацией соответствующего первого и соответствующего второго набора источников света световой пучок, испускаемый из светоизлучающего устройства, может быть увеличен в размере, то есть переведен от узкого к более широкому световому пучку. Альтернативно, последовательная активизация соответствующего первого и соответствующего второго набора источников света может привести к тому, что угловое распределение светового пучка, испущенного из светоизлучающего устройства, может быть изменено от по существу параллельного оптической оси светоизлучающего устройства, до по существу перпендикулярного ей. В другом варианте исполнения первый полярный угловой диапазон может быть центрирован вокруг 0° (вниз) относительно оптической оси светоизлучающего устройства, а второй диапазон может быть центрирован вокруг 180° (вверх) относительно оптической оси светоизлучающего устройства.
В вариантах исполнения изобретения оба - и первый, и второй угловые диапазоны света могут соответствовать свету, центрированному вокруг одного и того же полярного угла относительно оптической оси светоизлучающего устройства, и первый, и второй угловые диапазоны могут соответствовать свету, центрированному вокруг первого и второго азимутального угла соответственно, относительно азимутального угла светоизлучающего устройства. Таким образом, последовательной активизацией соответствующего первого и соответствующего второго набора источников света световой пучок, испускаемый из светоизлучающего устройства, может перемещаться вокруг оптической оси.
Следует заметить, что термины "полярный угол" и "азимутальный угол" в том виде, как они здесь используются, должны пониматься как известные математические термины, используемые для определения положения в сферической системе координат, при этом оптическая ось перпендикулярна азимутальной оси.
В соответствии с вариантами исполнения настройка регулятора света может являться индикатором рабочего цикла линии питания. Обычно первый предопределенный диапазон настройки регулятора света соответствует первому предопределенному диапазону первого рабочего цикла в процентах от общего синусоидального сигнала. Таким образом, такая настройка регулятора света соответствует или является эквивалентной настройке обычного регулирующего выключателя света, который специалистам в данной области техники известен.
В соответствии со вторым объектом настоящего изобретения вышеупомянутая и другие цели достигнуты посредством блока управления для управления первым набором источников света, содержащим по меньшей мере один источник света, сконфигурированный для испускания света внутри первого углового диапазона, и вторым набором источников света, содержащим по меньшей мере один источник света, сконфигурированный для испускания света внутри второго углового диапазона, при этом упомянутый блок управления содержит вход для получения настройки регулятора света от регулятора света и схему обработки, сконфигурированную для управления первым набором источников света на испускание света внутри первого углового диапазона, если настройка регулятора света находится внутри первого предопределенного диапазона, и для управления вторым набором источников света на испускание света внутри второго углового диапазона, если настройка регулятора света находится внутри второго предопределенного диапазона.
Схема обработки может оценивать настройку регулятора света, в первую очередь идентифицируя рабочий цикл измененной формы сигнала настройки регулятора света, затем отображая рабочий цикл, используя так называемую справочную таблицу, в которой предопределенный диапазон рабочего цикла представляет собой команду управления конкретным набором источников света. В альтернативных вариантах исполнения измененная форма сигнала настройки регулятора света посредством аналого-цифрового преобразователя сначала может быть преобразована в цифровую величину, которая, в свою очередь, может быть связана с командой управления конкретным набором источников света.
Блок управления может, предпочтительно, входить в состав светоизлучающего устройства, далее содержащий первый набор источников света, содержащий по меньшей мере один источник света, сконфигурированный для испускания света внутри первого углового диапазона, и второй набор источников света, содержащий по меньшей мере один источник света, сконфигурированный для испускания света внутри второго углового диапазона.
Под "набором источников света" следует понимать один или множество источников света.
Светоизлучающее устройство обычно может содержать множество наборов источников света, например, в диапазоне от 2 до 100, причем все они содержат по меньшей мере один источник света, сконфигурированный для испускания света в различных угловых диапазонах, и каждый из них может управляться посредством соответствующего предопределенного диапазона настройки регулятора света. Следует заметить, что вышеуказанное светоизлучающее устройство не ограничено лишь испусканием света посредством одного набора источников света в любой данный момент времени, поскольку в соответствии с вариантами исполнения изобретения предопределенный диапазон настройки регулятора света может соответствовать управлению множеством наборов источников света на одновременное испускание света в их соответствующем направлении.
Источники света в наборе источников света могут быть по отдельности сконфигурированы для получения от этого набора источников света общей выходной картины освещения.
В соответствии с вариантами исполнения изобретения по меньшей мере один из первого и второго наборов источников света может содержать оптической элемент, сконфигурированный для перенаправления света от первого и/или второго набора источников света в первый и/или второй угловой диапазон.
Тем самым выходная картина освещения от первого и/или второго набора источников света может быть сконфигурирована дополнительно.
В вариантах исполнения изобретения первый и/или второй набор источников света может содержать по меньшей мере один СИД.
В вариантах исполнения изобретения блок управления может дополнительно содержать вход линии питания, с возможностью подсоединения, таким образом, к линии питания источника переменного тока для электропитания первого и второго набора источников света, и в этом случае настройка регулятора света используется для регулирования подачи питания от линии питания к первому и второму набору источников света.
Обычный регулятор света обеспечивает, в зависимости от настройки регулятора света, различные уровни подачи питания на лампу посредством изменяемых рабочих циклов напряжения линии питания, и, таким образом, величина питания соответствует данному уровню освещения. Однако когда регулирующий выключатель света используется для управления направлением света от светоизлучающего устройства, как описано выше, потребление электрической энергии по мере изменения углового диапазона света в ответ на изменение настройки регулируемого выключателя света может не изменяться, - на самом деле потребление электрической энергии может быть постоянным независимо от настройки регулируемого выключателя света, и, как следствие, - при некоторых настройках регулируемого выключателя уровень электрической энергии, поданной через этот регулирующий выключатель к источникам света, может быть недостаточным. Таким образом, подсоединением источников света к "внешней" линии питания переменного тока этого можно избежать и гарантировать подачу питания к источникам света. Тем не менее, при такой конфигурации настройка регулятора света от регулятора света все еще может использоваться для управления угловым распределением света, испущенного светоизлучающим устройством, содержащим источники света, то есть для регулирования: какой из первого и второго набора источников света запитывается через "внешнюю" линию питания переменного тока.
Изобретение относится также к световой системе, содержащей светоизлучающее устройство в соответствии с настоящим изобретением и регулятор света, обеспечивающий возможность управления пользователем угловым распределением света от этого светоизлучающего устройства. Эффекты и признаки такой световой системы в значительной степени аналогичны эффектам и признакам, описанным выше в связи с первым и вторым объектами настоящего изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Теперь более подробно будут описаны эти и другие объекты настоящего изобретения, с ссылками на сопроводительные чертежи, показывающие примерный вариант (варианты) исполнения изобретения, в которых:
фиг. 1 схематично иллюстрирует примерный вариант исполнения световой системы в соответствии с настоящим изобретением;
фиг. 2a-d являются схематичными иллюстрациями примерных вариантов светоизлучающего устройства в соответствии с настоящим изобретением;
фиг. 3 схематично иллюстрирует примерный вариант исполнения блока управления в соответствии с настоящим изобретением; и
фиг. 4 представляет собой блок-схему, схематично иллюстрирующую вариант исполнения способа управления угловым распределением света светового пучка, испущенного светоизлучающим устройством в соответствии с настоящим изобретением.
ОПИСАНИЕ ПРИМЕРНЫХ ВАРИАНТОВ ИСПОЛНЕНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
В нижеследующем описании настоящее изобретение описывается со ссылками на способ управления угловым распределением света светового пучка, испущенного светоизлучающим устройством.
DS
DS
Фиг. 1 показывает примерный вариант исполнения световой системы 100 в соответствии с изобретением, содержащей регулятор света 101, сконфигурированный для выдачи настройки V регулятора света, и светоизлучающее устройство 102, содержащее первый набор источников света 105, сконфигурированных для испускания света внутри первого углового диапазона, определенного общим направлением света 106, и второй набор источников света 107, сконфигурированных для испускания света внутри второго углового диапазона, определенного общим направлением света 108. Кроме того, в светоизлучающем устройстве 102 есть блок управления 103, который от регулятора света 101 получает и оценивает настройку V регулятора света и на основании этой оценки управляет первым набором источников света 105 на испускание света внутри первого углового диапазона и/или управляет вторым набором источников света 107 на испускание света внутри первого углового диапазона.
Регулирующий выключатель 101 обычно на рынке присутствует, при этом определенная установка на регулируемом выключателе соответствует определенному циклу нагрузки в процентах от общего синусоидального сигнала, то есть определенная настройка регулируемого выключателя соответствует определенному изменению формы сигнала переменного тока таким образом, что нагрузки достигает только соответствующая часть полного синусоидального сигнала. Так что соответствующим образом будет изменяться подача электроэнергии от регулируемого выключателя на светоизлучающее устройство 102. Однако потребление электроэнергии может быть постоянным независимо от того, испускает ли светоизлучающее устройство свет внутри первого или внутри второго углового диапазона посредством первого 105 и второго 107 набора источников света. Таким образом, как показано на фиг. 1, подача электроэнергии на светоизлучающее устройство вместо этого может обеспечиваться через внешний источник 109 питания переменного тока, и, следовательно, при такой конфигурации измененная форма сигнала переменного тока от регулятора света действует только как сигнал управления в виде команды на блок управления для управления угловым распределением светоизлучающего устройства.
Фиг. 2а показывает вид сбоку одного варианта исполнения светоизлучающего устройства 200 в соответствии с настоящим изобретением, содержащего первый источник света 211, содержащий СИД 202, сконфигурированный для испускания света внутри углового диапазона, определенного общим направлением света 203, и первый оптической элемент 204, установленный таким образом, чтобы перенаправлять свет 203, испущенный из СИДа 202, в первый угловой диапазон, определенный общим направлением света 205. Светоизлучающее устройство 200 содержит также второй источник света 210, содержащий СИД 206, сконфигурированный для испускания света внутри углового диапазона, определенного общим направлением света 203, и второй оптической элемент 208, установленный таким образом, чтобы перенаправлять свет 203, испущенный из СИДа 206, во второй угловой диапазон, определенный общим направлением света 209. Соответственно, как показано на фиг. 2а, свет 203, испущенный из первого 211 и из второго 210 источника света в светоизлучающем устройстве 200 с использованием подходящего оптического элемента может быть легко перенаправлен так, как это необходимо. Использование оптических элементов, как описано выше, может, например, быть выгодно в источнике света, имеющем неадаптируемый СИД, который испускает свет только в предопределенных угловых диапазонах, которые для данной задачи могут быть нежелательны. Следует заметить, что в соответствии с вариантами исполнения настоящего изобретения первый набор источников света и второй набор источников света - оба они могут содержать множество источников света, сконфигурированных для испускания света внутри одного и того же углового диапазона, пока по меньшей мере один из источников света в первом наборе источников света и по меньшей мере один из источников света во втором наборе источников света не будет сконфигурирован для испускания света соответственно внутри первого углового диапазона и второго углового диапазона, при этом первый и второй угловые диапазоны являются различными, таким образом, первый и второй наборы источников света создают, по крайней мере в некоторой степени, разные картины общего освещения. Светоизлучающее устройство на фиг. 2а содержит также блок управления 201 для приема и оценки настройки регулятора света от регулятора света и для управления испусканием света первым 211 и вторым 210 набором источников света.
1
2
2
1
Фиг. 2b изображает вариант исполнения светоизлучающего устройства 200 в соответствии с настоящим изобретением, в котором испущенный световой пучок является симметричным относительно оптической оси 220 светоизлучающего устройства 200, и в котором первый набор источников света (не показан) сконфигурирован для испускания света внутри первого углового диапазона 221, соответствующего первому полярному угловому диапазону θ относительно оптической оси 220, и в котором второй набор источников света (не показан) сконфигурирован для испускания света внутри второго углового диапазона 222, соответствующего второму полярному угловому диапазону θ относительно оптической оси 220. Как показано в качестве примера на фиг. 2b, второй полярный угловой диапазон θ- больше, чем первый угловой диапазон θ, и, соответственно, световой луч, испущенный из первого светоизлучающего устройства, может быть увеличен в размере переключением настройки регулятора света из первого предопределенного диапазона во второй предопределенный диапазон, соответствующий активизации первого и второго набора источников света соответственно.
1
2
1
2
На фиг. 2с показан альтернативный вариант исполнения светоизлучающего устройства 200, в котором первый 231 и второй 232 угловые диапазоны света, испущенного из светоизлучающего устройства, соответствуют свету, идущему концентрично относительно соответственно первого полярного угла θ и второго полярного угла θ относительно оптической оси 220 светоизлучающего устройства. Таким образом, последовательной активизацией соответственно первого и второго набора источников света световой пучок, испущенный из светоизлучающего устройства 200, может быть свернут от пучка, концентричного относительно первого полярного угла θ (который на фиг. 2с равен 0°), до пучка, концентричного относительно второго полярного угла θ.
1
2
Фиг. 2d иллюстрирует далее вариант исполнения светоизлучающего устройства 200, в котором первый и второй угловые диапазоны света фиксированы относительно данного полярного угла θ относительно оптической оси 220, в то время как первый угловой диапазон 241 света представляет собой свет, центрированный относительно первого азимутального угла φ относительно азимутальной оси 243, а второй угловой диапазон 242 света представляет собой свет, центрированный относительно второго азимутального угла φ относительно азимутальной оси 243. Поэтому световой пучок, испущенный светоизлучающим устройством, может быть свернут относительно оптической оси 220 светоизлучающего устройства.
DS
На фиг. 3 схематично показан один вариант исполнения блока управления в соответствии с настоящим изобретением, в котором этот блок управления 300 содержит вход 301 для получения настройки V регулятора света и схему 302 обработки, сконфигурированную для управления в соответствии с патентуемым способом по настоящему изобретению, первый набор источников света для испускания света в первом угловом диапазоне и второй набор источников света для испускания света во втором угловом диапазоне. Как описано выше, набор источников света светоизлучающего устройства может быть запитан через внешний источник питания переменного тока, а не посредством изменяемого сигнала переменного тока, представляющего собой настройку регулятора света, и, таким образом, выходной сигнал со схемы обработки может быть сконфигурированным для управления источником питания от установленной на потолке распределительной коробки, которая соединена с сетью питания переменного тока и с соответствующими первым и вторым наборами источников света.
DS
Теперь со ссылкой на фиг. 4 может быть пояснен взятый в качестве примера вариант исполнения патентуемого способа управления угловым распределением света светового пучка, испущенного светоизлучающим устройством. На первом этапе 401 от регулятора света получают настройку V регулятора света. Как описано выше, регулятор света может быть обычным регулируемым выключателем света, который известен специалистам в данной области техники, выдающим настройку регулятора света, которая может представлять собой изменяемый в соответствии с рабочий циклом синусоидальный сигнал переменного тока. На следующем этапе 402 настройка регулятора света оценивается с использованием, например, справочной таблицы, в которой каждая возможная настройка регулятора света представляет собой заданную величину Х, соответствующую рабочему циклу полученной настройки регулятора света, то есть соответствующую заданному проценту от общего синусоидального сигнала. Далее, на следующем этапе 403, как схематично показано на фиг. 4, производится оценка величины Х. Если величина Х ниже, чем первый предопределенный порог Th1, то на этапе 404 на первый набор источников света подается управляющая команда на испускание света внутри первого углового диапазона, а если величина Х выше, чем первый предопределенный порог Th1, то на этапе 405 на второй набор источников света подается управляющая команда на испускание света внутри второго углового диапазона.
Обычно необходимо управлять более чем двумя вышеописанными наборами источников света, так что за этапом 403 могут, конечно, следовать следующие этапы, на которых производится дополнительная оценка величины Х относительно предопределенных пороговых диапазонов, каждый из которых соответствует команде управления данным наборов источников света.
При практической реализации заявленного изобретения специалистам в данной области техники в результате изучения чертежей, описания и приложенных пунктов формулы изобретения могут стать понятными, и ими могут быть внесены дополнительные изменения в описанные варианты исполнения. Например, светоизлучающее устройство может содержать как источники света, которые содержат оптические элементы, так и источники света, которые не содержат оптических элементов, а светоизлучающее устройство фактически может быть любой известной специалистам необходимой формы и конструкции. Кроме того, патентуемый способ может быть использован для управления множеством светоизлучающих устройств.
В приложенных пунктах формулы изобретения слово "содержащий" не исключает присутствия других элементов или этапов, а признаки единственного числа не исключают множественности. Один процессор или другой блок может выполнять функции нескольких позиций, упомянутых в пунктах формулы изобретения. Тот факт, что некоторые размеры упоминаются во взаимно различных зависимых пунктах, не означает, что для получения положительного эффекта не может быть использована комбинация этих размеров.