專利名稱：微光環(huán)境照明系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種照明技術(shù)，且特別涉及一種微光環(huán)境照明系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
照明裝置一般用來(lái)在暗環(huán)境中提供照明的效用。然而照明裝置的亮度一般是采用固定的發(fā)光強(qiáng)度。也就是說(shuō)，當(dāng)照明裝置被開啟時(shí)其消耗的電源是固定的。雖然一些照明裝置允許通過改變工作率(work cycle)而調(diào)變發(fā)光強(qiáng)度，以配合在環(huán)境中所需要的亮度， 然而其一般不是配合人眼的視覺效應(yīng)來(lái)改變。一般所知的現(xiàn)象，人眼在明視覺(photopic) 狀態(tài)與在暗視覺(scotopic)狀態(tài)的亮度功效(luminance efficacy)隨波長(zhǎng)的變化曲線是不同。當(dāng)環(huán)境是處于微光狀態(tài)時(shí)，人眼隨波長(zhǎng)的反應(yīng)是依照一介視覺(mesopic)狀態(tài)的曲線，適當(dāng)?shù)恼彰鲬?yīng)該配合人眼在介視覺狀態(tài)的反應(yīng)曲線來(lái)調(diào)整亮度，以達(dá)到較佳的照明效果，且能達(dá)到省電的功效。然而如何能有效自動(dòng)調(diào)整光源的亮度，是設(shè)計(jì)時(shí)的一個(gè)考慮課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種微光環(huán)境照明系統(tǒng)，可以根據(jù)環(huán)境的亮度，配合人眼在介視覺狀態(tài)的視覺反應(yīng)，自動(dòng)調(diào)整光源裝置的亮度。于一實(shí)施例，本發(fā)明提供一種微光環(huán)境照明系統(tǒng)，包括至少一光源模塊、一亮度檢測(cè)單元、一處理運(yùn)算模塊以及一控制單元。光源模塊設(shè)置在一環(huán)境中提供照明，其中每一該光源模塊有多個(gè)發(fā)光單元，每一該發(fā)光單元分別被控制產(chǎn)生一亮度。亮度檢測(cè)單元檢測(cè)該環(huán)境的一明視覺亮度(P)以及一視覺比值(S/P)，該視覺比值定義為暗視覺亮度( 與明視覺亮度(P)的比值。處理運(yùn)算模塊根據(jù)該明視覺亮度以及該視覺比值計(jì)算出一介視覺亮度。當(dāng)明視覺亮度小于一微光設(shè)定值時(shí)，根據(jù)一選定條件通過一適應(yīng)處理得到一功率控制信息。該功率控制信息是對(duì)應(yīng)被適應(yīng)后的一優(yōu)化介視覺亮度。該選定條件包含參考一介視覺亮度參數(shù)、一明視覺亮度參數(shù)以及一功率參數(shù)所組成而所設(shè)定的條件?？刂茊卧邮赵摴β士刂菩畔⒁哉{(diào)變?cè)撔┌l(fā)光單元的該些亮度。于一實(shí)施例，本發(fā)明提供一種微光環(huán)境照明系統(tǒng)，包括至少一光源模塊、一亮度檢測(cè)單元、一處理運(yùn)算模塊以及一控制單元。光源模塊設(shè)置在一環(huán)境中提供照明，其中每一該光源模塊有多個(gè)發(fā)光單元，每一該發(fā)光單元分別被控制產(chǎn)生一亮度。亮度檢測(cè)單元檢測(cè)該環(huán)境的一明視覺亮度(P)。處理運(yùn)算模塊由外部接收該至少一光源模塊的一光源信息算出一視覺比值(S/P)。該視覺比值定義為暗視覺亮度( 與明視覺亮度(P)的比值，并且，根據(jù)該明視覺亮度以及該視覺比值計(jì)算出一介視覺亮度，其中當(dāng)該明視覺亮度小于一微光設(shè)定值時(shí)，根據(jù)一選定條件通過一適應(yīng)處理得到一功率控制信息。該功率控制信息是對(duì)應(yīng)被適應(yīng)后的一優(yōu)化介視覺亮度。該選定條件包含參考一介視覺亮度參數(shù)、一明視覺亮度參數(shù)以及一功率參數(shù)所組成而所設(shè)定的條件?？刂茊卧邮赵摴β士刂菩畔⒁哉{(diào)變?cè)撔┌l(fā)光單元的該些亮度。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。


圖1為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的微光環(huán)境照明系統(tǒng)的架構(gòu)示意圖；圖2繪示明視覺、介視覺、暗視覺隨波長(zhǎng)變化的視效曲線示意圖；圖3為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的亮度檢測(cè)單元結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的亮度檢測(cè)單元結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的亮度檢測(cè)單元結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的亮度檢測(cè)單元結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的亮度檢測(cè)單元結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的微光環(huán)境照明系統(tǒng)的操作流程示意圖；圖9為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的微光環(huán)境照明裝置示意圖。其中，附圖標(biāo)記100:光源模塊102:處理運(yùn)算模塊104 影像擷取模塊200:照明環(huán)境202 成像系統(tǒng)204 分光鏡206、250、220a 明視覺濾光片208、210、236、242、252 檢測(cè)器陣列210、220b 明暗視覺綜合亮度濾光片220 可切換濾光片組234a,234b 濾光像素230 液晶切換器234 像素濾光片254:光譜儀單元256 光譜檢測(cè)器陣列300:微光環(huán)境照明裝置302 光源模塊304 感應(yīng)組件306 處理器308 記憶單元310 控制器312:網(wǎng)絡(luò)
具體實(shí)施例方式本發(fā)明一實(shí)施例揭露一種可以調(diào)變亮度的照明裝置，其根據(jù)介視覺的特性以調(diào)變環(huán)境處在微光狀態(tài)時(shí)的照明。如此，本發(fā)明也可以達(dá)到節(jié)省能源的效果。
以下舉一些實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于所舉的實(shí)施例。此外，所舉的實(shí)施例之間也允許有適當(dāng)?shù)慕Y(jié)合。圖1為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所繪示的微光環(huán)境照明系統(tǒng)的架構(gòu)示意圖。參閱圖1， 本實(shí)施例的微光環(huán)境照明系統(tǒng)可以包含一光源模塊100、一處理運(yùn)算模塊102、一影像擷取模塊104及一控制單元(圖未標(biāo)示)。光源模塊100的光譜是可變的，受控制單元所控制。 處理運(yùn)算模塊102則是根據(jù)影像擷取模塊104對(duì)環(huán)境所拍攝的影像，經(jīng)適應(yīng)函數(shù)(fitness function)運(yùn)算后得到光源模塊100對(duì)應(yīng)在介視覺所要輸出的亮度，進(jìn)而利用控制單元控制光源模塊100的各種顏色發(fā)光單元的發(fā)光強(qiáng)度。這些模塊可以達(dá)到在微光環(huán)境中，人眼所感受到的輝度值(坎德拉/每平方米Cd/ m2)，與其在一般照明環(huán)境中人眼所感受到的輝度值趨于相同或近似。同時(shí)，微光環(huán)境照明系統(tǒng)也能在微光環(huán)境中以節(jié)能的方式來(lái)達(dá)到。圖2繪示本發(fā)明所考慮的明視覺(photopic，P)、介視覺(mesopic)、暗視覺 (scotopic,S)隨波長(zhǎng)變化的視效曲線示意圖。參閱圖2，在不同視覺狀態(tài)下，感光細(xì)胞的作用會(huì)不同。例如對(duì)于波長(zhǎng)為505nm的光，在暗視覺狀態(tài)的感光效率會(huì)較高。而介視覺的視效曲線是介于明視覺狀態(tài)與暗視覺狀態(tài)之間，其具有動(dòng)態(tài)的特性，會(huì)隨著光環(huán)境的背景亮度大小而變動(dòng)，因此，在微光環(huán)境中，如果光源模塊所產(chǎn)生的光譜與功率參數(shù)能隨著介視覺的視效曲線動(dòng)態(tài)變化，則能得到較佳的照明效果，且提升照明效率，而減少能源浪費(fèi)。本發(fā)明提出一實(shí)施例可以檢測(cè)介視覺亮度的亮度檢測(cè)單元，其對(duì)應(yīng)于前述的影像擷取模塊104，以影像的檢測(cè)機(jī)制來(lái)達(dá)到。介視覺亮度函數(shù)(L)由于學(xué)理研究，可以用式(1)來(lái)表示
權(quán)利要求
1.一種微光環(huán)境照明系統(tǒng)，其特征在于，包括至少一光源模塊，設(shè)置在一環(huán)境中提供照明，其中每一該光源模塊有多個(gè)發(fā)光單元，每一該發(fā)光單元分別被控制產(chǎn)生一亮度；一亮度檢測(cè)單元，檢測(cè)該環(huán)境的一明視覺亮度以及一視覺比值，該視覺比值定義為暗視覺亮度與明視覺亮度的比值；一處理運(yùn)算模塊，根據(jù)該明視覺亮度以及該視覺比值計(jì)算出一介視覺亮度，當(dāng)該明視覺亮度小于一微光設(shè)定值時(shí)，根據(jù)一選定條件通過一適應(yīng)處理得到一功率控制信息，其中該功率控制信息是對(duì)應(yīng)被適應(yīng)后的一優(yōu)化介視覺亮度，其中該選定條件包含參考一介視覺亮度參數(shù)、一明視覺亮度參數(shù)以及一功率參數(shù)所組成而設(shè)定的條件；以及一控制單元，接收該功率控制信息以調(diào)變?cè)撔┌l(fā)光單元的該些亮度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微光環(huán)境照明系統(tǒng)，其特征在于，該適應(yīng)處理是一基因算法。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微光環(huán)境照明系統(tǒng)，其特征在于，該亮度檢測(cè)單元直接檢測(cè)該視覺比值(S/P)與該明視覺亮度(P)，通過一介視覺亮度函數(shù)得到該介視覺亮度(L)
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微光環(huán)境照明系統(tǒng)，其特征在于，該亮度檢測(cè)單元包括 一成像系統(tǒng)，拍取一環(huán)境影像；一分光鏡，將該環(huán)境影像分成一第一影像與一第二影像； 一明視覺濾光片，接收與過濾該第一影像； 一第一檢測(cè)器陣列，接收被過濾的該第一影像，得到該明視覺亮度； 一明暗視覺綜合亮度濾光片，接收與過濾該第二影像；以及一第二檢測(cè)器陣列，接收被過濾的該第二影像，得到一綜合亮度，該綜合亮度是明視覺亮度與暗視覺亮度的加總。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微光環(huán)境照明系統(tǒng)，其特征在于，該亮度檢測(cè)單元包括 一成像系統(tǒng)，拍取一環(huán)境影像；一可切換濾光片組，可以切換到一明視覺濾光片或一明暗視覺綜合亮度濾光片，以接收與過濾該環(huán)境影像，分別輸出一第一影像與一第二影像；一檢測(cè)器陣列，分別接收被過濾的該第一影像與該第二影像，得到該明視覺亮度及一綜合亮度，該綜合亮度是由明視覺亮度與暗視覺亮度的加總。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微光環(huán)境照明系統(tǒng)，其特征在于，該亮度檢測(cè)單元包括 一成像系統(tǒng)，拍取一環(huán)境影像；一液晶切換器，接收該環(huán)境影像，其中該液晶切換器有多個(gè)液晶切換區(qū)域，每一該液晶切換區(qū)域可以切換成透光與不透光，其中通過切換的控制使該液晶切換器在不同時(shí)間分別輸出一第一影像與一第二影像；一像素濾光片，由多個(gè)明視覺濾光像素與多個(gè)明暗視覺綜合亮度濾光像素混合所構(gòu)成的一濾光像素陣列，其中該液晶切換器的該些液晶切換區(qū)域分對(duì)應(yīng)該濾光像素陣列，使該些明視覺濾光像素與該些明暗視覺綜合亮度濾光像素交替接收該第一影像與該第二影像； 以及一檢測(cè)器陣列，不同時(shí)間分別接收被過濾的該第一影像與該第二影像，得到該明視覺亮度及一綜合亮度，該綜合亮度是由明視覺亮度與暗視覺亮度的加總。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微光環(huán)境照明系統(tǒng)，其特征在于，該亮度檢測(cè)單元包括 一成像系統(tǒng)，拍取一環(huán)境影像；一像素濾光片，接收與過濾該環(huán)境影像，其中該像素濾光片是由多個(gè)明視覺濾光像素與多個(gè)明暗視覺綜合亮度濾光像素混合所構(gòu)成的一濾光像素陣列，同時(shí)間分別過濾該環(huán)境影像并輸出一第一影像與一第二影像；以及一檢測(cè)器陣列，同時(shí)間接收被過濾的該第一影像與該第二影像，得到該明視覺亮度及一綜合亮度，該綜合亮度是由明視覺亮度與暗視覺亮度的加總。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微光環(huán)境照明系統(tǒng)，其特征在于，該亮度檢測(cè)單元包括 一成像系統(tǒng)，拍取一環(huán)境影像；一分光鏡，將該環(huán)境影像分成一第一影像與一第二影像； 一明視覺濾光片，接收與過濾該第一影像； 一檢測(cè)器陣列，接收被過濾的該第一影像，得到該明視覺亮度； 一光譜儀單元，接收該第二影像產(chǎn)生一光譜；以及一光譜檢測(cè)器陣列，接收該光譜，直接得到該視覺比值。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微光環(huán)境照明系統(tǒng)，其特征在于，該微光設(shè)定值是0.6cd/m2。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微光環(huán)境照明系統(tǒng)，其特征在于，該適應(yīng)處理單元的該選定條件是將該適應(yīng)處理依照符合下述條件中的一最優(yōu)化組合，其包含對(duì)應(yīng)的一候選介視覺亮度(L2)、一檢測(cè)明視覺亮度(P)以及設(shè)定的一參考明視覺亮度(PO)(1)L2值與PO值的相差絕對(duì)值最小；(2)對(duì)應(yīng)L2的所需功率小于對(duì)應(yīng)PO的所需功率；以及(3)P < 0. 6cd/m2。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微光環(huán)境照明系統(tǒng)，其特征在于，該適應(yīng)處理單元的該選定條件是將該適應(yīng)處理依照符合下述條件中的一最優(yōu)化組合，其包含對(duì)應(yīng)的一候選介視覺亮度(L2)以及一檢測(cè)明視覺亮度(P)(1)L2值減P值的相差值最大；(2)對(duì)應(yīng)L2的所需功率與對(duì)應(yīng)P的所需功率的相差值最?。灰约?3)P < 0. 6cd/m2。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微光環(huán)境照明系統(tǒng)，其特征在于，該適應(yīng)處理單元的該選定條件是將該適應(yīng)處理依照符合下述條件中的一最優(yōu)化組合，其包含對(duì)應(yīng)的一候選介視覺亮度(U)以及一檢測(cè)明視覺亮度(P)(1)L2值減P值的相差值最大；(2)對(duì)應(yīng)L2所需的功率最?。灰约?3)P < 0. 6cd/m2。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微光環(huán)境照明系統(tǒng)，其特征在于，該適應(yīng)處理單元的該適應(yīng)處理產(chǎn)生一候選組合時(shí)，當(dāng)一統(tǒng)計(jì)錯(cuò)誤率大于一設(shè)定錯(cuò)誤率，則繼續(xù)該適應(yīng)處理。
14.一種微光環(huán)境照明系統(tǒng)，其特征在于，包括至少一光源模塊，設(shè)置在一環(huán)境中提供照明，其中每一該光源模塊有多個(gè)發(fā)光單元，每一該發(fā)光單元分別被控制產(chǎn)生一亮度；一亮度檢測(cè)單元，檢測(cè)該環(huán)境的一明視覺亮度；一處理運(yùn)算模塊，由外部接收該至少一光源模塊的一光源信息計(jì)算出一視覺比值(S/ P)，該視覺比值定義為暗視覺亮度( 與明視覺亮度(P)的比值，又根據(jù)該明視覺亮度以及該視覺比值計(jì)算出一介視覺亮度，其中當(dāng)該明視覺亮度小于一微光設(shè)定值時(shí)，根據(jù)一選定條件通過一適應(yīng)處理得到一功率控制信息，其中該功率控制信息是對(duì)應(yīng)被適應(yīng)后的一優(yōu)化介視覺亮度，其中該選定條件包含參考一介視覺亮度參數(shù)、一明視覺亮度參數(shù)以及一功率參數(shù)所組成而所設(shè)定的條件；以及一控制單元，接收該功率控制信息以調(diào)變?cè)撔┌l(fā)光單元的該些亮度。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的微光環(huán)境照明系統(tǒng)，其特征在于，該亮度檢測(cè)單元包括 一成像系統(tǒng)，拍取一環(huán)境影像；一明視覺濾光片，接收與過濾該環(huán)境影像； 一檢測(cè)器陣列，接收被過濾的該環(huán)境影像，得到該明視覺亮度。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的微光環(huán)境照明系統(tǒng)，其特征在于，該適應(yīng)處理是一基因算法。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的微光環(huán)境照明系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)該視覺比值(S/P)與該明視覺亮度(P)，通過一介視覺亮度函數(shù)得到該介視覺亮度(L)
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的微光環(huán)境照明系統(tǒng)，其特征在于，該微光設(shè)定值是0. 6cd/m2。
全文摘要
一種微光環(huán)境照明系統(tǒng)，包含至少一光源模塊，設(shè)置在一環(huán)境中提供照明。光源模塊有多個(gè)發(fā)光單元，每一個(gè)發(fā)光單元分別被控制產(chǎn)生一亮度。一亮度檢測(cè)單元檢測(cè)該環(huán)境的一明視覺亮度以及一視覺比值。一處理運(yùn)算模塊根據(jù)該明視覺亮度以及該視覺比值計(jì)算出一介視覺亮度。當(dāng)明視覺亮度小于一微光設(shè)定值時(shí)，根據(jù)一選定條件通過一適應(yīng)處理得到一功率控制信息。功率控制信息是對(duì)應(yīng)被適應(yīng)后的一優(yōu)化介視覺亮度。一控制單元接收該功率控制信息以調(diào)變?cè)撔┌l(fā)光單元的該些亮度。
文檔編號(hào)H05B37/02GK102548115SQ20111005089
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者張學(xué)智, 胡鴻烈, 鐘享吉, 陳源慶 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院