КОНТРОЛЛЕР ДЛЯ СИСТЕМЫ ОСВЕЩЕНИЯ, СИСТЕМА ОСВЕЩЕНИЯ И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМОЙ ОСВЕЩЕНИЯ
CONTROLLER FOR LIGHTING SYSTEM, LIGHTING SYSTEM AND LIGHTING SYSTEM CONTROL METHOD

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Изобретение относится к контроллеру для системы освещения, к системе освещения, включающей в себя контроллер, и к способу освещения пространства с использованием контроллера и/или системы освещения. Изобретение пригодно для освещения пространств с открытой планировкой всех видов, таких, например, как офисы с открытой планировкой, где уровнями шума, вызванными человеческой деятельностью желательно активно управлять и предпочтительно поддерживать их на приемлемом уровне.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
С каждым годом увеличивается число офисных работников, находящихся в офисах с открытой планировкой. В таких офисах, но также и в других случаях, распространенной жалобой является то, что люди имеют затруднения при выполнении своей работы из-за раздражающих и отвлекающих звуков, создаваемых вокруг них. В офисах с открытой планировкой наиболее отвлекающим источником звука является речь, в частности, речь, которая является следствием (неформальных) переговоров людей. Участники переговоров должны иметь высокий уровень разборчивости речи, в то время как другие люди, которые не участвуют в переговорах, раздражаются и отвлекаются на эту (нежелательную) речь.
Традиционным средством для снижения отвлечения внимания на речь являются блокирование и/или поглощение звука с помощью стенок, установленных между рабочими столами. Эти средства могут быть весьма эффективными, но они лишают открытого характера пространства и преимуществ, которые они приносят в отношении совместной работы людей в офисе с открытой планировкой. Отвлечение внимания на речь можно также снизить путем маскирования звука (добавления шума). Это позволяет сохранить открытость пространства, но при этом также увеличивается общий уровень шума в офисе.
Один подход, предложенный заявителем, состоит в том, чтобы обеспечить локальное усиление звука с помощью усиленного выходного сигнала, подаваемого направленным образом. Таким образом, локальное усиление речи используется, например, над столом переговоров, для повышения слышимости разговора в этой окружающей среде, а также для уменьшения помех для соседних зон. Этот подход позволяет пользователям говорить более тихим голосом и по-прежнему оставаться слышимыми в их локальной зоне посредством системы усиления. Однако если уровень шума не увеличивается, пользователи этой системы могут не замечать, что их разговор становится настолько громким, что он мешает окружающим.
Существуют также примеры системы освещения, цель которой состоит в том, чтобы выполнить освещение в зоне, которая совпадает с деятельностью, осуществляемой в этой зоне, и эту деятельность можно обнаружить на основании измеренного звука. Например, в документе US 20060071605 A1 раскрыта система, в которой «активность» людей измеряется, например, с помощью микрофонов, и этот результат измерения используется для управления источником света, то есть, например, чтобы адаптировать свет к определенной задаче. В документе US 20100194314 A1 раскрыто, что освещение можно регулировать на основании измеренного звука для изменения «атмосферы» пространства.
Однако все еще остается проблема, связанная с тем, что уровень шума, вносимый людьми в одной части открытой зоны, мешает другим людям, находящимся в соседней зоне.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задача изобретения состоит в том, чтобы уменьшить вышеупомянутую проблему мешающего шума. Данная задача решена с помощью настоящего изобретения, как определено в независимых пунктах формулы изобретения. Зависимые пункты определяют преимущественные варианты осуществления.
Согласно изобретению выполнен контроллер для системы освещения, система освещения, включающая в себя данный контроллер, и способ освещения пространства, который можно выполнить с использованием контроллера и/или системы освещения.
Контроллер выполнен с возможностью получения многочисленных значений из одного или более параметров, которые представляют собой характеристику звука для звуков (первого и второго звука), которые могут исходить из и обнаруживаться в различных местоположениях в пространстве. Контроллер дополнительно выполнен с возможностью использования одного из значений параметра звука (второго звука) в качестве опорного значения для проверки того, отклоняется ли от этого опорного значения значение (звук) параметра другого звука (первого звука), который происходит из другого местоположения в пространстве. Таким образом, значение второго звука обеспечивает измерение фонового звука для сравнения с первым звуком. Также контроллер выполнен с возможностью регулирования освещения в местоположении, где был обнаружен первый звук на основании определенного отклонения.
С помощью этой функции контроллер позволяет адаптировать освещение (или освещенность), обеспечиваемое системой освещения в одной зоне пространства, где, например, уровень звука превышает уровень фонового звука таким образом, чтобы побуждать людей, ответственных за этот уровень звука, уменьшать образование звука с их стороны, например, путем уменьшения уровня голоса. Люди, расположенные в зоне пространства, где был обнаружен второй звук, ощущают уменьшенный звук/мешающий шум, исходящий от людей в пределах другой зоны. Этого эффекта можно добиться в результате приобретенного поведения, полученного в ходе обучения. Более конкретно, регулирование освещения может представлять собой изменение освещения, которое люди могли бы распознавать как указание на то, что им необходимо понизить уровни шума. Например, освещение может изменяться на или в направлении специфического цвета (например, от одного цвета до другого) или может следовать за распознанным распределением интенсивности, таким как уменьшение силы света или увеличение силы света циклическим образом. Можно использовать мерцание света. Изобретение также можно использовать для применения более интуитивных механизмов, например, тех, согласно которым люди автоматически уменьшают свои голоса при уменьшении освещения.
Таким образом, изобретение позволяет, в общем, использовать условия переменного освещения, которые предназначены для того, чтобы способствовать изменению уровней звука там, где предпочтительным эффектом является уменьшение уровней звука (которые будут восприниматься как шум для людей в других зонах помещения) в непосредственной близости от осветительного блока, где был обнаружен уровень звука.
Контроллер позволяет обеспечить для системы освещения обратную связь в пределах сигнала освещения, обеспеченного в группе людей, расположенных в одной части пространства или помещения. Как упомянуто выше, обратная связь основана на различиях между уровнем звука в местоположении группы и опорным значением таким образом, чтобы сигнал вызывал изменение уровня речи в этом местоположении, чтобы можно было уменьшить общие различия между уровнями звука в помещении. Уровень опорного шума представляет собой фактический уровень активного шума. Таким образом, система освещения побуждает людей уменьшать громкость разговора исходя из общего уровня шума разговора в помещении.
В изобретении характерный параметр звука может представлять собой, но не ограничиваться этим, уровень звука, диапазон звуковых частот, периодичность возникновения звука, высота звука и/или другие параметры. Обратная связь по освещению может основываться на одном из этих параметров или комбинаций из двух или более параметров. Таким образом, многочисленные параметры можно использовать для обеспечения обратной связи. Одним предпочтительным параметром является уровень звука, который дает возможность влиять на уровень звука в пространстве через обратную связь по освещению. Альтернативно, можно использовать диапазон звуковых частот в качестве отдельного параметра или в комбинации с параметром уровня звука для обеспечения обратной связи. Это позволяет обеспечить фильтрацию по типам звука, таким как те, которые включают в себя звуки с более высокими частотами, которые могут мешать больше, чем звуки с более низкими частотами.
Получение значения параметра с помощью контроллера может содержать прием значения параметра через любой вид типов и устройств связи. Альтернативно, получение значения параметра может включать в себя прием сигнала (например, электрического сигнала), представляющего собой звук, и определение значения параметра из такого сигнала с помощью контроллера. Например, уровень звука можно определить из некоторых данных электрического сигнала. Для достижения этой цели в контроллере можно установить программное обеспечение.
Определение отклонения значения параметра от опорного значения может представлять собой вычисление разности или вычисление отношения значения и опорного значения с последующим сравнением его со стандартным значением, таким как 1. Можно также использовать и другие способы. Предпочтительным является вычисление разности. При наличии диапазонов частот, отклонения могут содержать сравнение диапазонов частот и выявление различий между диапазонами частот способами, которые обычно используются для анализа звука. Для определения отклонений можно использовать максимальные и минимальные частоты диапазонов или даже неперекрывающиеся области между диапазонами.
Основание опорного значения параметра может содержать ряд вариантов. В одном варианте осуществления значение параметра второго звука может представлять собой среднее значение параметра многочисленных звуков, обнаруженных в многочисленных местоположениях в пространстве так, чтобы опорное значение представляло собой средний звук. В другом варианте осуществления опорное значение параметра представляет собой среднее значение, определенное из значений параметра первого звука и второго звука, при необходимости включающего в себя также третий звук. В этом варианте осуществления контроллер определяет среднее значение из различных значений параметра. Значение параметра первого звука можно исключить из опорного значения так, чтобы опорное значение в действительности представляло собой только окружающий фон местоположения.
Перед определением отклонения можно усреднить значения параметров. В качестве альтернативы, можно определить многочисленные отклонения, например, одно для первого и одно для третьего звуков по отношению к значению параметра второго звука, после чего отклонение усредняется для получения отклонения, используемого при регулировании.
Другие алгоритмы могут быть использованы для основания опорного значения параметра на по меньшей мере значении параметра второго звука. Можно также использовать и самообучающиеся алгоритмы. Возможной является структура типа нейронной сети.
Получение порогового значения параметра с помощью контроллера может означать загрузку значения для параметра из памяти, которая является частью контроллера. Пороговое значение предпочтительно может быть установлено (и при необходимости может быть сохранено в памяти) пользователем, например, при помощи устройства ввода. Таким образом, например, пороговое значение может быть равно высокому предельному значению для уровня звука или для диапазона частот звука. Пороговое значение параметра позволяет установить предел для фонового звука. Таким образом, например, если фоновой звук (представленный с помощью второго звука) уже громче, чем пороговое значение, контроллер можно сконфигурировать таким образом, чтобы он проверял его и на основании результатов проверки устанавливал опорное значение на пороговое значение вместо значения для параметра второго звука для представления фонового звука. Этот установочный параметр может быть постоянным или временным. Такую проверку и установку опорного значения на пороговое значение можно выполнить для одного или более других параметров, описанных также выше.
Альтернативно или дополнительно, пороговое значение или дополнительное пороговое значение можно использовать для определения максимального отклонения, которое должно превышать фактическое определенное отклонение значения параметра первого звука относительно опорного значения перед фактическим регулированием освещения, которое имеет место. Таким образом, регулирование освещения буферизируется, то есть некоторое определенное отклонение допустимо в пределах границы без фактической обратной связи через регулирование освещения, которое имеет место. Хотя отклонение значений параметра в пределах границы может восприниматься как относительно не мешающее, данный вариант осуществления обеспечивает таким образом баланс между обратной связью, используя изменения освещения без выполнения регулировок освещения, которые сами по себе становятся мешающими. Данный вариант осуществления предусматривает более стабильное освещение.
Предпочтительно средний параметр звуковых сигналов определяется только исходя из параметров, которые не превышают пороговое значение параметра. Контроллер может быть выполнен с возможностью проверки, являются ли значения параметра выше, чем пороговое значение, чтобы затем принять решение относительно отбрасывания значений, на основе которых получается опорное значение.
Контроллер обычно представляет собой контроллер для управления освещением в помещениях/пространствах с открытой планировкой, таких как офисы с открытой планировкой или больничные среды, где работают некоторые люди или выполняют деятельность, которая требует освещения и определенную степень тишины, тогда как другим людям необходимо разговаривать или выполнять действия, которые могут вызывать мешающие звуки, такие как шум.
Контроллер обычно представляет собой электронное устройство, содержащее электрическую схему и/или интегральную схему. Их можно изготовить с использованием способов, известных в технике. Электроника разработана для того, чтобы иметь компоненты, которые выполняют функции, которые определены настоящим изобретением.
Контроллер может содержать устройства связи для получения значений параметров. Передачу звуковых данных, которые включают в себя звуковые сигналы или значения параметров звука, между одним или более контроллерами совместно или между контроллером и датчиками звука можно осуществлять с помощью проводной или беспроводной связи. Проводная связь может быть выделенной проводной связью или проводной связью, уже имеющейся для других целей, такой как кабельное соединение типа неэкранированная витая пара (UTP) или даже электросеть, через которую, например, также возбуждаются осветительные блоки. В случае беспроводной связи контроллер содержит по меньшей мере приемник для получения звуковых данных.
Предпочтительно особенно при наличии большого количества контроллеров в системе освещения, которые поддерживают взаимную связь, контроллер также содержит передатчик для передачи звуковых данных.
Связь можно выполнить через обычные протоколы или стандарты беспроводной связи или посредством излучаемого света таким способом, который является невидимым для человеческого глаза (например, используя LED с шим 100 МГц). Таким образом, связь звукового сигнала или значений параметра(ов) звука может осуществляться посредством кодирования света.
Контроллер может представлять собой центральный контроллер с возможностью регулирования освещения одного или более осветительных блоков с возможностью освещения взаимно различных местоположений. Каждый осветительный блок выполнен с возможностью поддержания связи с центральным контроллером, например, через устройство связи (передатчик), как описано выше, и, таким образом, центральный контроллер определяет регулирование любого из осветительных блоков.
Альтернативно, можно предусмотреть контроллер, который специально предназначен для управления только одним осветительным блоком. Следовательно, можно предусмотреть один контроллер на одну осветительную систему, и затем выполнить контроллеры с возможностью поддержания взаимной связи звуковых данных для регулирования их выделенных осветительных блоков.
Система освещения предпочтительно представляет собой систему освещения помещения с открытой планировкой, такую, например, как система освещения офиса с открытой планировкой или система освещения больничного помещения. Система освещения имеет контроллер согласно изобретению.
Система освещения может содержать или представлять собой осветительный прибор, который, в свою очередь, содержит или даже составляет одно целое с осветительным блоком и с контроллером для управления осветительным блоком и/или детектором звука для обнаружения первого звука. Этот осветительный прибор можно использовать совместно с отдельным вторым детектором звука или с дополнительным осветительным прибором, содержащим детектор звука, который может служить в качестве второго детектора звука первого осветительного прибора.
Система освещения предпочтительно имеет множество таких отдельных осветительных приборов, которые обеспечивают связь их звуковых данных друг с другом. Следовательно, система имеет возможность обнаружения звука для каждого из осветительных блоков через различные контроллеры.
В одном варианте осуществления система освещения содержит центральный контроллер, который выполнен с возможностью управления осветительным блоком и отдельным дополнительным осветительным блоком. Осветительный блок можно выполнить как одно целое с детектором звука. Каждый из детекторов звука передает свои звуковые данные в центральный контроллер, который управляет соответствующими различными осветительными блоками, используя связанные с ними детекторы звука.
Таким образом, в приведенных выше системах освещения, когда осветительные блоки и детекторы звука распределены в пространстве, детекторы звука позволяют обеспечить распределенное обнаружение звука с возможностью отображения звука во всем пространстве, тогда как в то же время распределенные осветительные блоки позволяют регулировать освещение в различных местоположениях пространства на основании различия звука, обнаруженного в таком местоположении, и одного или более из звуков, обнаруженных в других местоположениях.
Один или более детекторов звука могут быть встроены в каждый осветительный прибор, как описано выше в данном документе, с преимуществом в том, что осветительный блок имеет связанный с ним детектор звука, который обнаруживает звук в непосредственной близости от освещения, обеспечиваемого осветительным блоком. Простое распределение осветительных приборов обеспечивает эффективную систему управления освещением. Альтернативно, детектор звука можно установить отдельно от осветительного прибора, на уровне пола или рабочего стола, а не на уровне потолка/освещения таким образом, чтобы он по-прежнему обнаруживал звук в местоположении, где освещает осветительный блок.
Осветительный блок может включать в себя любой вид осветительного элемента, подходящего для обеспечения необходимых эффектов освещения с учетом регулировок освещения, которые необходимо выполнить. Таким образом, если необходимо изменить свет, элементы должны быть такими, чтобы можно было обеспечить различные цвета, например, путем обеспечения по меньшей мере двух осветительных элементов для обеспечения взаимно различных цветов. Предпочтительно осветительные элементы содержат лампы на основе светоизлучающих диодов (LED). Если во время регулирования необходимо изменять направление освещения, то необходимо включить устройство, подходящее для управления выходным лучом осветительного элемента. Это можно выполнить с использованием оптических элементов, таких как зеркала и линзы, или стадий изменения направления всех осветительных элементов, где элементами управления лучом можно управлять с помощью контроллера.
Система освещения может дополнительно содержать систему направленного усиления звука, содержащую громкоговорители, связанные с осветительными блоками для обеспечения направленного выходного аудиосигнала, в зону, связанную с осветительным прибором. Это позволяет обеспечить локальное усиление аудиосигнала, которое дает возможность людям говорить более тихим голосом.
Усилением громкоговорителя для громкоговорителя, связанного с одним осветительным блоком, можно затем управлять на основании шума в непосредственной близости от осветительного блока, который обнаруживается с помощью системы обнаружения шума. Например, усиление можно увеличить в случае, если обнаруженный уровень шума превышает порог (который может представлять тот же самый порог, как и для управления освещением, или может представлять собой различный порог).
В одном варианте осуществления система освещения дополнительно содержит систему направленного усиления звука, содержащую громкоговорители, связанные с осветительным блоком. Усилением громкоговорителя для громкоговорителя, связанного с осветительным блоком, можно управлять на основании звука в непосредственной близости от осветительного блока. Предпочтительно усиление увеличивается в случае, если обнаруженный уровень звука в окружающей обстановке осветительного блока превышает пороговый уровень.
В формуле изобретения соответствующие признаки контроллера могут быть представлены в виде признаков системы освещения и/или способа с преимуществами, описанными для системы и/или способа.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Примеры изобретения будут теперь описаны со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:
на фиг. 1 показан схематичный примерный контроллер согласно изобретению;
на фиг. 2 показан первый пример системы освещения настоящего изобретения;
на фиг. 3 показан второй пример системы освещения настоящего изобретения; и
на фиг. 4 показана система направленного усиления звука, которую можно использовать совместно с системой освещения настоящего изобретения.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Первый пример контроллера 100 согласно изобретению схематично показан на фиг. 1А. Контроллер выполнен с возможностью ввода данных 102 первого звука из первого детектора 104 звука и с возможностью ввода данных 106 второго звука из второго детектора 108 звука. Звуковые данные в этом случае представляют собой электрический сигнал, представляющий собой звуки, обнаруженные, например, в виде аналогового или цифрового сигнала. Контроллер, например, на этапе 110 (компонент 110), извлекает значения 112 и 114 для уровней звука из соответствующих звуковых данных 102 и 106. Затем на этапе 116 (компонент 116) контроллер устанавливает значение 114 (получаемое из звука, обнаруженного из второго детектора звука) в качестве опорного значения 117 для уровня звука. На следующем этапе 118 (компонент 118) контроллер определяет отклонение значения 112 по отношению к опорному значению 117. Затем на основании данного отклонения контроллер производит регулирование осветительного блока 120.
В этом конкретном примере отклонение представляет собой разность между значением 112 и 117, и если разность является положительной, контроллер уменьшает интенсивность освещение осветительного блока 120 пропорционально разности с использованием определенного коэффициента пропорциональности. Такой коэффициент может быть определен пользователем и предоставлен контроллеру, чтобы влияние чувствительности на обратную связь по звуку на освещение можно было установить во время изготовления. В одном варианте контроллер может также увеличить уровень интенсивности освещения, если отклонение является отрицательным, но это необязательно должно быть так. Можно использовать и другое регулирование для условия освещения, такое как изменение цвета, направление освещения, схема освещения в пространстве или во времени (например, мерцание освещения).
В данном примере детектор 104 для обнаружения первого звукового сигнала связан с осветительным блоком 120, что означает, что он обнаруживает звук в местоположении, где осветительный блок обеспечивает освещение. В то же самое время детектор 108 обнаруживает звуки в местоположении, которое отличается от того, где осветительный блок обеспечивает освещение. Это местоположение предпочтительно является соседним местоположением, в котором звуки, возникающие из местоположения освещения, могут быть мешающими. Дополнительная установка система освещения будет обсуждена в отношении фиг. 2 и 3. В одном варианте примера, показанного на фиг. 1, опорное значение 117 устанавливается на среднее значение по отношению к значениям 112 и 114.
В дополнительном варианте данного примера контроллер дополнительно выполнен с возможностью ввода данных 122 третьего звука из третьего детектора 124 звука. В этом случае детектор третьего звука обнаруживает звук, исходящий из еще одного местоположения, которое отличается от местоположения, где обеспечивается освещение, и отличается от местоположения, где второй детектор обнаруживает звук. Звуковые данные снова представляют собой электрический сигнал, представляющий собой обнаруженные звуки. На этапе 110 из этих звуковых данных извлекают значение 126 для уровня звука. На этапе 116 (компонент 116) опорное значение 117 устанавливают на среднее значение по отношению к значениям 114 и 126. Следовательно, разность, определенная на этапе 118, является теперь по отношению к по меньшей мере двум местоположениям другой, чем та, при которой обеспечивается освещение. Таким образом, среднее значение параметра может представлять собой уровень фонового звука, когда в системе освещения используется контроллер.
Примерный контроллер (фиг. 1) может быть выполнен с возможностью ввода порогового значения уровня 128 звука, который, например, мог бы обеспечиваться пользовательским устройством 130 ввода.
В данном варианте контроллер можно сконфигурировать многочисленными способами для использования порогового значения, чтобы сравнивать несколько измеренных значений уровня звука с входным пороговым значением уровня звука. Например, на этапе 116 можно сравнить значение 128 со значением 114 (и/или 126, если это требуется) с целью принятия решения не использовать любое из этих значений для установки опорного значения в случае, если отдельное значение (114 или 126) превышает пороговое значение 128. Обратная связь контроллера по существу ограничена максимальным значением порогового уровня, что дает возможность пользователю вручную управлять вводом. В конечном счете, если интенсивность звуковых сигналов, измеренная снаружи зоны освещения, становится слишком высокой, то они будут исключаться из употребления в опорном значении, тем самым ограничивая максимальный уровень опорного значения. И наконец, в приведенном выше случае опорное значение 117 можно (временно) установить на пороговое значение в случае, если значения, полученные с помощью контроллера из детекторов, не ниже порогового значения.
Альтернативно или в дополнение к вышеописанной обратной связи, в которой используется пороговое значение, контроллер может быть выполнен с возможностью сравнения порогового значения 128 со значением 112, которое получается из звука, обнаруженного в зоне освещения, с целью определения разности между значением 112 и значением 128 и принятия решения относительно регулирования освещения только тогда, когда разность является положительной (когда уровень первого звукового сигнала превышает опорный звук). Таким образом, пороговое значение или предпочтительно дополнительное пороговое значение можно по существу использовать для определения минимального отклонения, которое должно превышать фактическое определенное отклонение значения 112 параметра уровня звука для первого звука по отношению к опорному значению 117 перед фактическим регулированием освещения, которое имеет место. Таким образом буферизируется регулировка освещения, то есть допускается некоторое определенное отклонение в пределах границы без фактической обратной связи за счет совершаемого регулирования освещения. Хотя отклонение значений уровня звука в пределах границы может ощущаться как относительно мешающее, данный вариант осуществления обеспечивает тем самым баланс между обратной связью, использующей изменения освещения без выполнения самих регулировок освещения, которые становятся мешающими. Ниже представлен пример более стабильного освещения.
Контроллер может иметь память для хранения порогового значения. Однако это не показано на фиг. 1.
На фиг. 1В показан пример контроллера, способного управлять двумя осветительными блоками.
Одинаковые ссылочные позиции, показанные на фиг. 1А и 1В, обозначают подобные признаки. Управление осветительным блоком 120 описано в отношении фиг. 1. Начиная с примера, где используется только ввод данных 102 и 106 для управления осветительным блоком 120', контроллер на данном этапе (или с помощью данного компонента) устанавливает дополнительное опорное значение 117' на значение 112 уровня звука. На следующем этапе/с помощью следующего компонента 118', контроллер определяет дополнительное отклонение значения 114 в отношении опорного значения 117'. Затем контроллер регулирует осветительный блок 120', основываясь на дополнительном отклонении.
В данном примере (фиг. 1В) детектор 108, предназначенный для обнаружения второго звукового сигнала, связан с осветительным блоком 120', что означает, что он обнаруживает звук в местоположении, где осветительный блок 120' обеспечивает свое освещение. В то же самое время детектор 104 обнаруживает звуки в местоположении, которое отличается от местоположения, где осветительный блок обеспечивает освещение, то есть от того местоположения, где осветительный блок 120 обеспечивает свое освещение, как описано со ссылкой на фиг.1А. Таким образом, контроллер может управлять двумя осветительными устройствами 120 и 120' на основании двух вводов 102 и 106 данных звуковых сигналов, выполняемых аналогичным образом, чтобы осветительные блоки могли обеспечить обратную связь в их зонах освещения на основании детекторов звука, которые используются в этих зонах. Дополнительная установка системы освещения будет освещена в отношении фиг. 2 и 3.
Для управления осветительным блоком 120' можно снова использовать средние значения при большом количестве вводов для обнаружения звука в имеющейся зоне (например, при вводе значений 126 из данных 122), и это можно выполнять способом, аналогичным тому, который описан для управления осветительным блоком 120, но при использовании и/или исключении звуковых сигналов, подходящих для управления осветительным блоком 120, когда это связано с вводом 106 данных. К тому же, пороговое значение можно использовать аналогичным образом, как для управления осветительным блоком 120.
Данный контроллер используется в системе согласно изобретению. На фиг. 2 показана система 200 освещения, размещенная в пространстве с площадью 201. Квадраты, обозначенные буквами А-М, представляют собой осветительные приборы, каждый из которых имеет осветительный блок (отдельно не показано), в которых встроены микрофоны 202. Для ясности только один микрофон показан ссылочной позицией 202. Микрофоны измеряют локальные уровни звука в пространстве и в непосредственной близости от осветительных приборов, в которые они встроены. Таким образом, зона, расположенная в непосредственной близости от осветительного прибора, в значительной степени совпадает с зоной, освещаемой данным осветительным прибором, как показано с помощью зоны 204 для осветительного прибора F и его детектора звука.
Каждый из осветительных приборов содержит контроллер, как показано на фиг. 1А, для управления осветительным блоком, расположенным в осветительном приборе. Осветительные приборы передают свои измеренные уровни звука в окружающие осветительные приборы посредством их устройств связи (отдельно не показаны).
Таким образом, если в соседней зоне 204 создается значительно больше шума (первое местоположение в пространстве) осветительного прибора F (как показано) по отношению к окружающим ее зонам (например, местоположение 206 осветительного прибора В), то осветительный прибор F будет изменять свою выходную мощность для освещения. В этом примере он будет уменьшать свою светоотдачу. В этом случае, опорный уровень для определения того, следует ли изменять светоотдачу, определяется с помощью окружающей среды. Поэтому опорный уровень является относительным и неабсолютным.
В этом случае, контроллеры каждого осветительного прибора могут принимать звуковые данные из четырех окружающих осветительных приборов. Таким образом, например, осветительный прибор F принимает звуковые данные не только из своего собственного микрофона, но также и из микрофонов осветительных приборов B, E, G и K. Затем контроллер осветительного прибора F использует эти данные окружающего звука для определения среднего уровня звука непосредственно для соседней зоны по отношению к зоне 204. Контроллер осветительного прибора F с помощью способа, аналогичного тому, который описан со ссылкой на фиг. 1А для второго и третьего детекторов звука, позволяет получить четыре таких значения для уровня звука из своих окружающих детекторов и определить из них отклонение уровня звука в зоне 204, исходя из среднего уровня звука.
В этом случае, опорный уровень основывается на среднем уровне звука окружающих осветительных приборов, например, на фиксированном шаге выше среднего значения или непосредственно на среднем уровне, или можно использовать более сложный алгоритм. Связь между осветительными приборами может базироваться на кодированных оптических или звуковых сигналах, поэтому инфраструктура не требуется.
Альтернативно, связь может быть проводной или модулированной в источнике питания для осветительных приборов. В другой модификации связь между контроллерами и/или микрофонами и контроллерами может быть беспроводной. Беспроводную связь можно выполнить с использованием приемников и передатчиков для беспроводной связи, известных в технике (эти устройства не показаны на фигурах для ясности).
Аналогично изменению светоотдачи (например, интенсивности и/или цветовой температуры) в ответ на звук выше порога, осветительный прибор может также изменять свою светоотдачу, например, путем увеличения своих параметров светоотдачи (опять же интенсивности и/или цветовой температуры), когда измеренный уровень звука ниже, чем измеренный уровень звука, полученный от окружающих осветительных приборов.
В одном примере система содержит осветительные приборы, выполненные как одно целое, как описано в примере, показанном на фиг. 2. Однако этот случай не является обязательным, так как микрофоны и/или контроллеры можно устанавливать отдельно от осветительных блоков. При условии, что для обнаружения звука в одной зоне освещения пространства существует один микрофон, система будет способна выполнять свою функцию внутри и вокруг этой зоны.
Во втором примере, показанном на фиг. 3, снова используется система освещения, как описано со ссылкой на фиг. 2, однако с тем отличием, что в этом случае используется центральный контроллер 300, поддерживающий связь с каждым из осветительным блоков и детекторов осветительных приборов А-М. В осветительных приборах не присутствуют другие контроллеры за исключением может быть тех, которые принимают сигналы беспроводной связи и транслируют их в виде соответствующих сигналов изменения освещения для осветительных приборов. На фиг. 3 показаны только два соединения для управления связью (двойные стрелки) между контроллером и осветительными приборами F и G, тогда как для ясности осветительные приборы В, Е и K опущены. Теперь контроллер представляет собой контроллер типа, который описан со ссылкой на фиг. 1В, который может управлять многочисленными осветительными блоками, в данном случае 16 (осветительных приборов А-М). Он может также принимать входные сигналы из 16 детекторов звука. После приема и обработки звуковых данных, контроллер обеспечивает подачу правильных сигналов управления в различные осветительные блоки.
Преимущество центрального контроллера состоит в том, что можно использовать более сложные алгоритмы. Между звуком и местоположением (например, для людей, которые сидят за своим рабочим столом и разговаривают) могут существовать связи, которые можно трактовать иначе, чем другой тип связи (такой как разговор за столом переговоров). Алгоритмы могут быть неизменными или самообучающимися, так как эффективность достижения уменьшения звука можно также измерить.
Третий пример объединяет в себе управление освещением с помощью системы активного усиления звука.
Заявителем была предложена система локального усиления звука, в которой разговор, создаваемый людьми в звуковом пространстве захватывался и усиливался перед передачей его с помощью направленного громкоговорителя обратно в то же самое звуковое пространство. Позволяя пользователям разговаривать более тихо, система позволяет преобразовывать речь пользователей в звуковом пространстве из общего многонаправленного звука (который можно легко услышать) в направленный звук в звуковом пространстве).
На фиг. 4 показана система локального усиления, которую можно объединить с управлением освещения настоящего изобретения, как это показано на фиг. 2 и 3.
Звуковое пространство 410 содержит зону 206, где люди, находящиеся в данной зоне, могут разговаривать друг с другом, не слыша или не мешая другим людям, находящимся поблизости, и которую освещает осветительный прибор, обозначенный на фиг. 2 и 3, например, буквой G.
Например, звуковое пространство 410 содержит стол 412, где два человека 414 ведут дискуссию. Другие люди 416, находящиеся поблизости, не мешают. Это достигается за счет уменьшения громкости, с которой необходимо говорить людям 414, и обеспечения усиления их речи направленным образом в пространстве 410. Система позволяет избежать добавления маскирующего шума и тем самым избежать увеличения общего уровня шума во всем пространстве. Система имеет находящийся сверху блок 418 (корпус), который включает в себя громкоговорители 420, осветительный блок 42 (которым управляют способом, объясненным выше) и размещение 430 микрофона (которое используется системой управления освещением так, как описано выше. Размещение 430 микрофона может быть частью находящегося сверху блока 418 или может быть частью стола 12, или может быть отдельно стоящим микрофоном или набором микрофонов в звуковом пространстве.
Задача системы состоит в том, чтобы усилить речь людей 414, обращенных друг к другу (неформальных) участников 414 переговоров, с использованием громкоговорителя или комплекта громкоговорителей, который позволяет направлять звук, главным образом, на людей 414, при этом минимизируя звук, относительно людей 416. Добавленный усиленный звук направляется в желательных направлениях, и уровень добавленного звука, который испускается посредством громкоговорителей, можно усилить до более высокого уровня по сравнению с первоначальным речевым сигналом таким образом, чтобы человек 414, который разговаривает, мог говорить более тихим голосом.
В одном примере блок 418, находящийся сверху, содержит купол с комплектом громкоговорителей, выполненной как одно целое в куполе, направляющем речь, принимаемую с помощью микрофонов, установленных по краю купола. Звук направляется, главным образом, в сторону стола 412, подавляя испускание звука в направлениях в сторону от стола и сводя по существу к минимуму раздражение людей 416, которые не сидят или не стоят в непосредственной близости от стола.
Система громкоговорителей может быть выполнена как одно целое в системе освещения.
Освещение может быть привлекательным для перемещения людей интуитивным образом в местоположение системы. Людей обычно привлекают более высокие уровни света и более теплый свет. Это создает привлекательную точку для проведения в офисе с открытой планировкой при минимальном отвлечении внимания других людей в том же самом помещении. Открытое неформальное рабочее пространство рядом с рабочими столами является очень эффективным для совместной работы.
Интеграция системы в блоке, находящемся сверху, означает, что систему громкоговорителей можно установить только в одной или более точках помещения, а не по всему потолку.
В соответствии с настоящим изобретением управление освещением осуществляется в случае, если уровень звука увеличивается до точки, где выносится суждение относительно того, будет ли оно воздействовать на других людей, находящихся в других зонах открытого пространства. Например, освещение может начать медленно уменьшаться (или начать мигать, или давать эффект цветного освещения) в случае, когда разговор становится слишком громким, тем самым предоставляя визуальную обратную связь говорящим во время переговоров для того, чтобы уменьшить свою громкость голоса.
Кроме этого, величину усиления можно регулировать в зависимости от звука, который измеряют в окружающей среде. Если в ходе разговора, который ведется под системой усиления, создается слишком много шума, то коэффициент усиления можно увеличить (или наоборот). Увеличение коэффициента усиления обеспечивает более высокий коэффициент обратной связи для людей, находящихся под осветительным прибором, и известно, что люди будут уменьшать громкость своего голоса при таких обстоятельствах. Таким образом, обратная связь для пользователей, которые уменьшают громкость своего голоса, может быть видимой и слышимой.
В дополнение к использованию освещения для побуждения к уменьшению уровней звука, эффект освещения также позволяет реагировать на уровень речи и содержание речи в месте переговоров. Уровень освещения, цветовая температура, цвет, распределение и т.д. можно адаптировать к типу переговоров (мозговой штурм или неформальная беседа за чашкой кофе и т.д.).
Условия освещения можно установить оптимальными, если уровни звука являются приемлемыми и неоптимальными, если пользователи вырабатывают звук на недопустимом уровне. Эта обратная связь снова приведет к более умеренным уровням шума.
В версии, показанной на фиг. 4, двумерная решетка громкоговорителей позиционируется справа выше зоны, где находятся люди, участвующие в переговорах. Речь захватывается с помощью микрофонов и воспроизводится громкоговорителями таким образом, чтобы разборчивость была повышенной (с помощью подходящей обработки сигнала для устранения шума), тогда как раздражающее воздействие на людей, которые не участвуют в разговоре, было минимизировано.
Как упомянуто выше, в изобретении контроллер может выполнять, в общем, самообучающийся алгоритм, который регулирует систему обратной связи для получения наилучших результатов. В дополнение к управлению отдельными осветительными блоками, общее освещение можно уменьшить, если общий уровень шума является слишком высоким.
Систему усиления звука можно использовать в случае, если уровень звука является слишком высоким. Таким образом, в качестве первой меры можно использовать управление обратной связью для освещения, и в качестве второй меры можно использовать управление обратной связью для аудио.
Контур обратной связи обладает медленной реакцией, например, типичное время регулирования составляет 5-10 минут.
Как упомянуто выше, возможны различные алгоритмы управления. Они могут варьироваться от простого усреднения и определения пороговых значений до более сложных обучающихся алгоритмов. В общем, можно произвести оценку общего уровня шума, и уровень звука, который является фиксированной величиной и выше уровня шума (например, заданное число дБ или увеличение его доли в дБ), запускает управление освещением для того, чтобы попытаться воздействовать на людей с целью уменьшения локального уровня звука. Осуществление контроллера, который требуется для выполнения требуемого алгоритма управления, является достаточно обычным для специалистов в данной области техники.
В пределе изобретение можно реализовать в качестве одного осветительного блока с системой управления по обратной связи, но в помещении может быть и другое (естественно или искусственное) освещение. Одно осветительный блок с управлением по обратной связи можно затем использовать для освещения зоны, где поддерживается разговор, например, переговорный зал, тогда как другие зоны помещения могут представлять собой офисные пространства. Однако изобретение можно реализовать с помощью многочисленных осветительных блоков с управлением по обратной связи, как было обсуждено выше. Общий уровень звука можно получить из микрофонов, связанных с отдельными осветительными блоками или со специальным дополнительным микрофоном или микрофонами.
Микрофоны по существу обнаруживают уровни звука. Общий уровень звука можно рассматривать как уровень шума. Уровень звука в непосредственной близости от осветительного блока можно также рассматривать как шум для тех людей, которые находятся в других зонах помещения. Таким образом, обнаружение уровней звука по существу приравнивается к обнаружению уровней шума.
Обнаруженный уровень звука, который используется для управления условиями освещения, не является командой, поэтому в системе не используется речевое управление. Вместо этого, обнаруженный уровень звука представляет собой просто меру локального объема звука. В данном случае отсутствует необходимость интерпретации речи или обнаружения предварительно запрограммированных образцов звуков (таких как аплодисменты), поэтому система обеспечивает свои функции абсолютно пассивным образом без необходимости какого-либо ввода пользователем команды для того, чтобы обнаружить то, когда необходимо адаптировать условия освещения.
Однако можно добавить дополнительные функциональные возможности, но не требуя команд от пользователей. Например, обработку звука можно использовать для идентификации звуков, которые не являются речью и поэтому можно игнорировать. Эти звуки могут представлять собой шум принтера, звуки, издаваемые кофе-машиной, и т.д. Таким образом, звук, который сравнивается с пороговым уровнем, может представлять собой только звуки, которые могут быть вызваны человеческими голосами.
Предпочтительное осуществление системы требует обучения пользователей для того, чтобы знать, что изменение в условиях освещения представляет собой сигнал, который необходим им для уменьшения их громкости. Таким образом, можно использовать любое изменение освещения, включая изменение яркости, изменение цвета или последовательность вспышек (или их комбинацию). Уменьшение яркости может также побуждать людей интуитивно уменьшать громкость своих голосов, но эти пользователи будут по-прежнему предпочтительно информированы о том, что уменьшение освещения является индикацией того, что уровни шума являются слишком высокими.
Другие вариации раскрытых вариантов осуществления могут быть понятны и осуществлены специалистами в данной области техники при практическом осуществлении заявленного изобретения, исходя из изучения чертежей, раскрытия и прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения слово «содержащий» не исключает другие элементы или этапы, и форма единственного числа не исключает множественного числа. Тот факт, что во взаимно различных зависимых пунктах формулы изобретения изложены некоторые меры, не означает, что нельзя использовать с преимуществом комбинацию этих мер. Любые ссылочные позиции в формуле изобретения не следует рассматривать как ограничивающие объем изобретения.