[發明專利]利用CCD傳感器控制照明的照明控制設備和方法

無效

• 申請號: 01801765.7
• 申請日: 2001-06-08
• 公開（公告）號: CN1383700A
• 公開（公告）日: 2002-12-04
• 發明（設計）人: C·J·馬滕斯;N·F·L·邦尼;H·比爾
• 申請（專利權）人: 皇家菲利浦電子有限公司
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 王岳,傅康

本發明涉及一種照明控制設備，其包括一個能測量房間中電磁輻射的傳感器和能響應測量的輻射值來控制房間中照明的控制裝置。

在這一關系中，“電磁輻射”被用來表示，尤其是，可見光和近紅外光。眾所周知的是，利用安放在天花板并以特定觀察角度監視工作場所的包括單光電元件的傳感器來測量和控制辦公室內的光度。該公知的傳感器的缺點在于它測量的是觀察范圍內的積分光強。如果窗戶部分地或全部地位于觀察范圍內，則穿過窗戶到達傳感器的光量(例如來自建筑外停車場的反射)，可成為光傳感器整個輸出信號的主導因素。作為其結果，由于光控制行為而使內部變得過暗。這一可能的干擾在基本程度上取決于天氣狀況和外部亮度。如果直射陽光穿過窗戶進入，相似的干擾可發生，從而在窗格子玻璃、桌子或甚至是地板上產生極明亮的光斑。這些光斑幾乎總是位于傳感器的觀察范圍內。

除了沒有上述缺點的檢測器之外，還需要有利用遙控來控制的照明。此外，還需要有依賴于人的存在的自動控制的照明。為這一目的，在公知的傳感器中，紅外元件和運動檢測器必須分別靠近光電元件安裝。

本發明的目的是提供一種有效的、實用的和精確的照明控制設備，其能以低成本實行多個以上功能，并致使公知系統的缺點減少。

為實現這一點，傳感器包括一個視頻傳感器，例如一個CCD(電荷耦合器件)傳感器，其能夠產生房間的電子(視頻)圖像。這樣的傳感器經常用在視頻攝像機中，且因大數量而能經濟地生產制造。電子圖像能由用以精確調整房間內照明的控制裝置來分析。

優選地，響應于測量的可見光和紅外輻射兩者的輻射值，傳感器和控制裝置能恰當地用于來控制照明。這能使得例如照明也可利用由傳感器引導的紅外遙控來控制。為這一目的，優選地，控制裝置能響應由遙控發射的信號。如果房間內黑暗，設備也能利用紅外檢測來檢測人的存在。為這一目的，例如，一個近紅外光源應存在于視頻傳感器對其敏感的空間。

優選地，控制裝置能響應圖像值間的對比來控制照明。控制裝置優選地也能響應在圖像的預定部分中可見光的輻射值來控制照明，以便能忽略干擾圖像的部分，如房間內被太陽明亮地照亮的部分。這些部分或自動被確定或手動被編入。

優選地，控制裝置能響應圖像的色溫值來控制照明。鑒于此，結合一個能用以改變色溫的照明器，有可能帶來一個恒定的色溫或相反地，照明的不同色溫能依賴于目標而得以調整。

優選地，控制裝置包括運動檢測裝置，其在人進入房間時能接通照明。更為優選地，控制裝置包括物體識別裝置，其能識別在CCD視頻圖像中的特定物體，以便不動物體(例如不運動的人)也能被觀察到。

另外，本發明涉及一種控制房間內照明的方法，其中房間內電磁輻射用傳感器來測量，房間內的照明響應測量的輻射值利用控制裝置來控制，并且電磁輻射由產生房間的電子圖像的CCD(電荷耦合器件)傳感器來測量。

參考此后所述的實施方案，本發明的這些和其它方面將是顯而易見的且將被闡明。

附圖中：

圖1示出由CCD傳感器觀察到的視頻圖像；

圖2分別示出(A)圖1所示的視頻圖像的視頻線的視

頻信號，(B)與視頻信號有關的比較器的輸出，和(C)

所得的處理過的視頻信號；

圖3示出圖2信號的處理圖；并且

圖4A-4H示出一系列視頻圖像以舉例說明在本發明范圍

內的物體識別過程。

圖1示出由提供有透鏡的CCD傳感器觀察到的圖像(CCD傳感器因而也被稱為CCD攝像機)，該CCD傳感器，結合控制裝置，形成部分的照明控制設備且安放于天花板上。照明控制設備連接到位于房間內的不同的照明器上，并且能調整這些照明器用以照亮屋內不同點的強度。其目的是在工作場所實現最佳可能光照度。利用CCD攝像機，通過下述的方法，原則上，這里上面討論的傳感器的缺點都能得以消除。靜態遮蔽：

因為攝像機圖像中窗戶1的位置是已知的，則在這些位置上被觀察到的光能從由控制裝置實行的計算算法中排除。這可以手動調整或可以是自動(自學)過程。例如，在辦公室的照明沒有被點亮時，各圖像被收集且圖像可能利用對比度改進技術由被觀察到的高亮度的位置構成。這一圖像被凍結并在后來的階段中被用于數據分析過程中以去除窗戶1的干擾位置(位置或立體角和其光視覺印象都在計算中忽略)。這一鍵控技術也用于例如普遍稱為“色度鍵控”(色彩信息鍵控；通常選擇藍色)的彩色電視技術。這里，一種類型的信息被另一種類型的信息代替，正如天氣預測者圖像的情形：藍色背景被氣象圖代替。光強遮蔽：