對rgb發光模塊進行設置的裝置和方法

專利名稱：對rgb發光模塊進行設置的裝置和方法
技術領域：
本發明涉及一種用于對RGB發光模塊進行設置的裝置以及方法。此外，提出了一 種相應的發光裝置或者燈以及一種遙控器。
背景技術：
根據可預先給定的顏色來對具有RGB能力的發光模塊進行設置是困難的并且較
不直觀。特別地，難以將某一令人感覺愉快的顏色手動地映射到RGB發光模塊上。 特別地不利的是，基于視頻信號的圖像信息的照明極其復雜，因為為此目前對圖
像信號本身進行相應處理。這很大程度上阻礙了用于根據圖像信號例如電視圖像進行照明
的改進解決方案。

發明內容
本發明的任務是，避免上述缺點并且特別是借助RGB發光模塊來實現一種簡單、 快速并且令人愉快的照明可能性。 該任務根據獨立權利要求的特征來解決。本發明的改進方案也由從屬權利要求得 到。 為了解決該任務，提出了一種用于對至少一個RGB發光模塊進行設置的裝置，
-其中配備有至少一個RGB傳感器用于檢測色彩信號， _其中配備有處理單元，該處理單元根據色彩信號來對所述至少一個RGB發光模 塊進行設置。 RGB傳感器特別是提供與紅色R、綠色G和藍色B的色彩成分成比例的電壓信號或 者頻率信號。 —種改進方案是，RGB發光模塊包括至少一個RGB光源，特別是至少一個發光二極管。另一改進方案是，處理單元包括以下部件之一 -電壓放大器，
-RGB控制裝置，
-微控制器，
-A/D轉換器，
-驅動級，
-脈寬調制裝置。 特別地，一個改進方案是，所述至少一個RGB傳感器直接地或者借助光學系統、特 別是通過至少一個透鏡和/或通過玻璃纖維線路來檢測色彩信號。 還有一個改進方案是，所述至少一個RGB傳感器被配置用于接收圖像的至少一部
分的色彩信號，特別是視頻圖像或者所投影的圖像的至少一部分的色彩信號。 為此，所述至少一個RGB傳感器例如設置在例如電視機或者投影器的顯示屏的邊緣處。特別地，所述至少一個RGB傳感器也可以用于檢測所投影的圖像的至少一部分的色 彩信號。優選的是，配備有多個RGB傳感器，例如配備兩個RGB傳感器用于半圖像(上部/ 下部或者左邊/右邊)，或者配備四個RGB傳感器用于圖像的角區域、邊緣區域或者象限。
此外，一種改進方案是，可以借助處理單元根據多個RGB發光模塊相對于圖像的 位置來驅動所述多個RGB發光模塊。 在附加的改進方案的范圍中，處理單元基本上根據色彩信號來設置所述至少一個 RGB發光模塊。 下一個改進方案是，所述裝置具有操作單元用于設置所述至少一個RGB發光模 塊。 —個擴展方案是，所述裝置具有用于將色彩信號傳輸至所述至少一個RGB發光模 塊的接口。 特別地，用于傳輸色彩信號的接口可以是無線電接口 、特別是紅外接口 。
例如，可能(幾乎)實時地或者在有規律地預先給定的或者能夠預先給定的時刻 來調節所述至少一個RGB發光模塊。也可以由用戶通過操作單元來預先給定用于設置和/ 或用于調節所述至少一個RGB發光模塊的時刻。 —個可替選的實施形式是，可以借助處理單元來接收和存儲多個色彩信號，其中 可以借助多個色彩信號來設置所述至少一個RGB發光模塊。 于是，例如可以顯示所述至少一個RGB發光模塊的色彩的順序或者序列(色彩變 化過程)。 下一個擴展方案是，可以借助處理單元來確定相對于色彩信號的互補色，并且處 理單元至少部分地借助互補色來設置所述至少一個RGB發光模塊。 通過這種方式，甚至并且正是在相應多彩的環境(彩色的壁或者家具)中，可以借 助對所述至少一個RGB發光模塊的設置來生成并且傳遞白色光的印象。
上述任務的一種解決方案是，提出一種遙控器，其適于設置至少一個RGB發光模 塊，并且具有這里所描述的裝置。 上述任務的另一解決方案是，提出一種發光裝置或者燈，其具有至少一個RGB發
光模塊，該發光裝置或者燈可以借助這里所描述的裝置來設置。 上述任務還通過一種用于設置至少一個RGB發光模塊的方法來解決，-其中配備有至少一個RGB傳感器，借助該RGB傳感器檢測色彩信號，-其中配備有處理單元，借助該處理單元根據色彩信號來設置所述至少一個RGB
發光模塊。


下面借助附圖來示出并且闡述本發明的實施例。 其中 圖1示出了借助RGB傳感器來驅動RGB發光模塊的框圖； 圖2示出了借助RGB傳感器通過微控制器對RGB發光模塊的一種可替選驅動的框 圖； 圖3示出了包括兩個根據圖2的用于(不同地)驅動兩個RGB發光模塊的裝置的框圖； 圖4示出了根據圖3的框圖的一種可能應用場景，該應用場景包括帶有櫥柜和架 子的設備，其中該設備具有電視機以及多個RGB發光模塊；圖5示出了用于設置RGB發光模塊的遙控器。
參考標記表101RGB傳感器102電壓放大器103RGB發光模塊104RGB控制裝置105電網部分106電網電壓107電壓調節器108RGB控制裝置的接口109驅動級201微控制器202A/D轉換器203P麗輸出301通信線路302手動輸入303根據圖2的裝置304根據圖2的裝置400設備401電視機402-406RGB發光模塊407-408RGB傳感器409分析電子裝置500遙控器501表面502RGB傳感器503微控制器504調制器505接口
具體實施例方式
本方法能夠實現借助至少一個RGB傳感器來設置RGB發光模塊。 優選的是，RGB傳感器可以接收原件、圖像或者色表的色彩信息，并且可以根據該
色彩信息來驅動RGB發光模塊。 RGB發光模塊有利地包括至少一個RGB光源，特別是多個RGB光源，這些光源例如 以多個RGB-LED的形式布置成行或者布置成其他形狀。
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例如，所述至少一個RGB傳感器提供電壓信號和/或頻率信號。這種信號可以被 放大并且轉發給RGB控制裝置用于驅動RGB發光模塊。特別地可能的是，所述至少一個RGB 傳感器的電壓信號和/或頻率信號借助微處理器或者借助微控制器被轉換為頻率信息(例 如脈寬調制(P麗)形式的頻率信息)，并且由此用于驅動RGB發光模塊。
在此有利的是，無需對色彩的輸入和/或費事的處理，以相應地驅動RGB發光模 塊。例如，用戶例如可以在計算機屏幕上個性地選擇對于他感到愉快的色彩，并且借助RGB 傳感器根據所選擇的色彩來設置RGB發光模塊。 圖1示出了借助RGB傳感器101來驅動RGB發光模塊103的框圖。 電網電壓106在電網部分105中轉換為24V的直流電壓，并且在電網部分105的
輸出端+Ub和-Ub (地電勢)被提供。 +Ub = 24V的電壓被輸送給電壓放大器102，該電壓放大器借助電壓調節器107來 產生用于驅動RGB傳感器101的+5V的電壓并且提供給RGB傳感器。RGB傳感器101和電 壓放大器102與地電勢連接。此外，RGB傳感器101將針對紅色R、綠色G和藍色B的色彩 成分的電壓提供給電壓放大器102，這些電壓在電壓放大器中被轉換為OV至10V的范圍中 的電壓并且轉發給RGB控制裝置104。 此外，RGB控制裝置104與電網部分105連接，并且包括接口 108，該接口處理0V 至10V范圍中的針對紅色R、綠色G和藍色B的色彩成分的三個信號。此外，RGB控制裝置 104包括驅動級109用于驅動RGB發光模塊103，即用于獨立地驅動RGB發光模塊103中的 各色彩單元紅色R、綠色G和藍色B。 RGB發光模塊103例如可以通過RGB控制裝置104與電源電壓+Ub連接，該電源電 壓例如與布置在RGB發光模塊103中的發光二極管的負極連接。發光二極管的每個都可以 通過電源與相應的由RGB控制裝置104提供的色彩單元紅色R、綠色G和藍色B連接。
RGB發光模塊103中的各個RGB光源的亮度可以例如借助脈寬調制來設置。
優選的是，為此針對RGB發光模塊配備有電源，例如針對每個色彩單元R、G和B各 配備一個恒流源。這種恒流源借助脈寬調制來驅動用于設置相應的色彩單元的亮度。可替 選地也可能的是，例如在RGB控制裝置104中配備有恒流源并且對恒流源進行相應地驅動。 在這種情況中，RGB模塊可以在沒有專用的電源的情況下工作。 RGB發光模塊103可以具有多個RGB光源，特別是發光二極管。特別地，可以將多 個RGB發光模塊連接在一起。 RGB傳感器101測量入射光的色譜并且提供與此成比例的信號給輸出端R、 G、 B。 例如，所提供的信號是對應于入射光的強度的、每個色彩成分R、G、B的OV至3V的范圍中的 電壓。 光可以直接地或者以光學方式(例如通過透鏡、玻璃纖維線路等等)作用到RGB 傳感器101上。 電壓放大器102例如以放大因子V = 3. 5來放大RGB傳感器101的色彩成分R、 G、B的信號，并且由此對于色彩成分R、G、B分別生成OV至10V的電壓范圍中的信號。
被放大的信號(OV 10V)被施加到RGB控制裝置104 (例如RGB-P麗控制器)的 控制輸入端(IV 10V)。對于每個色彩信號R、 G、 B，由RGB控制裝置104產生P麗信號用 于驅動關聯的RGB LED。
例如，可以使用"24￥-1 8-線性光模型"形式的LED模塊作為RGB發光模塊103 (帶 有集成的恒流源)。 電網部分105產生24V的直流電壓用于對圖1中示出的部件供電。
優選的是，所測量的色彩信息在不改變或者修改色彩成分的情況下直接轉發給 RGB發光模塊103的RGB光源。根據標定，由此可以有效地對傳感器所檢測的色彩信息進行 色彩正確的再現。相應地，可以映射RGB傳感器的亮度。 示例性的應用包括對日出、日落、日光進行模擬，例如用于水族館、無窗的房間、動 物園等等。 此外，可能借助簡單的裝置來設置或者預先給定色彩信息，例如可以借助帶有RGB 傳感器的鼠標來實現室內光的色彩和/或亮度，其方式是將鼠標在色表上方或者在色表上 移動。 此外，也可能以時間控制的方式(例如借助時鐘)進行色彩控制。于是，指針(例 如針式臺鐘的時針)具有RGB傳感器并且在具有不同色彩或者色彩分布的鐘面上(例如與 日程協調地)移動。由此，自動地例如根據時間和鐘面的色彩圖案來設置室內照明。
圖2示出了根據RGB傳感器101借助微控制器201驅動RGB發光模塊103的電路 框圖。 對應于圖1，圖2也具有RGB傳感器101、電網部分105、用于為RGB傳感器101供 電的電壓調節器107、驅動級109以及發光模塊103。針對圖1的上述實施形式就此而言相 應地也適用于根據圖2的實施例。 RGB傳感器101測量入射光，并且將根據色彩成分R、 G、 B的成比例的信號直接引 導至微控制器201的A/D轉換器202。信號R、G、B可以分別是與電壓相關的或者頻率相關 的信號。 微控制器201由所檢測的A/D轉換過的信號通過三個P麗輸出203產生相應的輸 出信號，這些輸出信號通過驅動級109用于驅動發光模塊103的光源。特別地，發光模塊對 于每個色彩成分具有專用的發光二極管，該發光二極管可以通過恒流源來驅動。
根據所測量的電壓值的分辨率，可以相應地選擇P麗分辨率(例如，3乘8比特A/ D = 3X8比特P麗)。 另一實施形式在于，設計一個RGB傳感器或者更多個RGB傳感器用于記錄屏幕內
容。相應地，可以使用在屏幕的不同位置上的多個RGB傳感器，或者將多個RGB傳感器用于
接收屏幕的多個位置上的色彩信息和/或亮度，并且據此例如設置來自至少一個RGB發光
模塊、特別是來自不同位置的多個RGB發光模塊的環境照明(也與位置有關)。 于是，例如可以借助RGB傳感器或者借助多個RGB傳感器將屏幕內容、圖像或者投
影的例如色彩信息轉換為電壓信號或者頻率信號。 色彩信息可以借助光波導或者光學系統(透鏡)而被RGB傳感器檢測。由RGB傳 感器檢測到的色彩信息可以按放大或者未經放大的方式輸送給RGB控制裝置。RGB控制裝 置可以執行用于色彩控制的計算，并且相應地通過電壓信號或者通過頻率信號(P麗)來驅 動RGB發光模塊。 在此有利的是，例如在電視機、攝像機或者屏幕中無需對視頻信號的費事處理。這 里所提出的解決方案可以作為改進的成套工具(Nachruestsatz)來與屏幕媒質無關地提
8供和銷售。其不必嵌接到屏幕中，也不必分接圖像信號線路。該改進的成套工具可以安裝 在已有的部件上，例如安裝在現有的電視機上。特別地，可以配備光學系統(例如透鏡)，它 們能夠實現靈活地安裝在幾乎任意的屏幕或者投影面上。例如，可以對在角和/或邊緣上 的屏幕內容進行分析。相應地，在那里可以安裝RGB傳感器。RGB發光模塊或者RGB光源的 數目可以自由選擇。也可以連接另外的RGB發光模塊，以便能夠借助可控制的RGB光源來 實現對例如鄰近的家具、圖片等等的附加照明。 圖3示出了根據圖2的包括兩個裝置303和304的框圖。裝置303和304的微控 制器通過通信線路301彼此連接。此外，對于至少一個微控制器可以提供有用于手動輸入 302的可能性。 例如，裝置303可以被配備用于左半屏幕，使得裝置303的RGB傳感器檢測左半屏 幕的RGB信息。裝置303的關聯的RGB發光模塊例如可以根據所檢測到的RGB信號來對左 半屏幕附近的背景進行照明。相應地，裝置304可以被配備用于右半屏幕，使得裝置304的 RGB傳感器基本上將右半屏幕(或者其一部分)轉化為RGB信息，該RGB信息被裝置304的 RGB發光模塊例如相應地轉化為背景照明。 在此要說明的是，例如裝置303或304中一個的電網部分可以承擔相應另外一個 電網部分的功能。在這種情況中，對于兩個裝置303和304可以省去一個電網部分。
此外可能的是，僅僅配備唯一的微控制器，多個RGB傳感器可以連接到該微控制 器上，并且該微控制器必要時可以驅動多個RGB發光模塊。特別地，可選的是，RGB傳感器 的數目與RGB發光模塊的數目不同。 根據針對圖2的上述實施形式，相應的裝置303、304的RGB傳感器測量入射光并
且將與該光成比例的信號傳輸給微控制器。該信號可以包括電壓或者頻率。在根據圖3的
例子中，半屏幕的色彩信息例如通過光學透鏡被相應的RGB傳感器檢測。 被RGB傳感器檢測并且提供的信號被微控制器通過A/D轉換而轉換為P麗信號，
借助該信號通過驅動級來驅動至少一個RGB發光模塊，其中RGB發光模塊優選具有恒流源。 根據RGB傳感器所測量的電壓值的分辨率，可以相應地選擇P麗的分辨率。例如，
可以將3 X 8比特的A/D信號轉換為3 X 8比特的P麗信號。在兩個裝置303和304之間可以通過通信線路301來進行色彩信息的協調。通過
這種方式，例如可以進行均勻的色彩輸出或者色彩調整用于補償高的色彩對比度。 例如，可以對所測量的色彩信息加權(例如借助平滑的平均值、通過確定緩慢的
變化、通過兩個RGB發光模塊的色彩調整)，并且借助P麗信號可以驅動關聯的RGB發光模塊。 此外，可以借助手動的輸入302來進行例如色彩選擇、亮度、色彩變化或者附加的設置。 圖4示出了根據圖3的方框電路圖的一個可能的應用場景。裝置400包括櫥柜和 架子，其中在裝置400中配備有電視機401以及多個RGB發光模塊402至406。
此外，存在分析電子裝置409以及示例性的兩個RGB傳感器407和408，它們與分 析電子裝置409連接。此外，RGB發光模塊402至406連接到分析電子裝置409上。該分 析電子裝置例如包括圖1或圖2中所示的部件，尤其是電網部分、帶有RGB控制裝置的電壓 放大器或者微控制器以及至少一個驅動級。在此要說明的是，所提及的和上面描述的部件的一部分也可以與RGB發光模塊402至406 —同地實施。 RGB傳感器407和408提供與位置相關的RGB信息，這些信息可以根據RGB發光模 塊402至406的定位來用于對環境進行照明。 于是可能的是，例如在電視機401周圍的左邊區域相應地以不同于電視機401周 圍的下部區域的另一色調來照明。 另一實施例涉及一種針對存在的色彩表面來校正或者設置LED的有利的可能性。 也可能相應地接收色彩序列。在此，可以將RGB傳感器集成到遙控器中，并且借助遙控器可 以根據至少一個檢測到的色彩信號來驅動或者設置RGB發光模塊。為了讀入色彩序列或者 色彩的順序，可以將遙控器在不同色彩的表面上引導。數據可以隨后或者在此期間傳輸給 RGB發光模塊，例如傳輸給具有RGB能力的發光裝置。 為了傳輸數據，可以使用紅外接口、無線電接口或者其他的(也包括有線的)通信 接口。 也可能的是，對RGB發光模塊進行設置，使得結果產生基本上為白色的光，其方式 是RGB發光模塊產生相對于可預先給定的色彩的互補色。例如可以在壁色彩或者家具色彩 占主導地位的房間中將RGB發光模塊至少部分地設置到與壁色彩或家具色彩互補的色彩， 使得結果基本上表現出白色光的印象。這例如可以借助所描述的遙控器來實現，其方式是， 檢測(占主導地位的)色彩表面的色彩，并且借助遙控器來設置所希望的色溫(例如白光 的溫度)。相應所需的互補色可以在遙控器中確定并且傳輸給RGB發光模塊。可選地，RGB 傳感器也可以檢測已經設置的光并且借助當前檢測到的光信號來(進一步)調節RGB發光 模塊到所希望的色度坐標。特別地，為此遙控器可以在可預先給定的時段上重復地或者連 續地將用于設置的數據傳輸給RGB發光模塊。 圖5示出了用于調節RGB發光模塊(未在圖5中示出)的遙控器500。遙控器500包括RGB傳感器502用于檢測房間內的或者表面501的RGB信號。由
RGB傳感器502檢測到的信號被提供給微控制器503。微控制器503優選具有存儲器，例如
閃存，用于存儲RGB傳感器502的信號。此外，遙控器500具有操作單元506，用于進行色彩
檢測或者用于將微控制器503確定的信號傳輸給RGB發光模塊。遙控器500還具有調制器
504和接口 505用于傳輸用于設置RGB發光模塊的信號。接口 505例如可以是紅外(IR)傳
感器或者無線電模塊。 相應地，例如圖2中所示的RGB傳感器可以以所描述的遙控器500的形式可移動 地實施，微控制器201和電網部分105例如可以與包括所述至少一個RGB發光模塊103的 發光裝置一同地布置或者布置在該發光裝置中。所述的遙控器500可以相應地靈活地用于 對多個RGB發光模塊或者發光裝置進行設置。當RGB發光模塊布置在難以到達的位置、例 如高的天花板上時，這尤其會是有利的。
權利要求
一種用于對至少一個RGB發光模塊(103，402-406)進行設置的裝置，-其中配備有至少一個RGB傳感器(101，407，408，502)用于檢測色彩信號，并且-其中配備有處理單元(104，201，409，503)，該處理單元根據色彩信號來對所述至少一個RGB發光模塊(103，402-406)進行設置。
2. 根據權利要求1所述的裝置，其中RGB發光模塊包括至少一個RGB光源，特別是至少 一個發光二極管。
3. 根據上述權利要求中的任一項所述的裝置，其中處理單元包括以下部件之一 _電壓放大器(102)，-RGB控制裝置(104)， -微控制器(201,503)， -A/D轉換器(202)， -驅動級(109)，以及 _脈寬調制裝置(203)。
4. 根據上述權利要求中的任一 者借助光學系統、特別是通過至少
5. 根據上述權利要求中的任一項所述的裝置，其中所述至少一個RGB傳感器直接地或 個透鏡和/或通過玻璃纖維線路來檢測色彩信號。 項所述的裝置，其中所述至少一個RGB傳感器被配置用 于接收圖像的至少一部分的色彩信號，特別是視頻圖像或者所投影的圖像的至少一部分的 色彩信號。
6. 根據權利要求5所述的裝置，其中能夠借助處理單元根據多個RGB發光模塊相對于 圖像的位置來驅動所述多個RGB發光模塊。
7. 根據上述權利要求中的任一項所述的裝置，其中處理單元基本上根據色彩信號來對 所述至少一個RGB發光模塊進行設置。
8. 根據上述權利要求中的任一項所述的裝置，其中所述裝置具有操作單元用于對所述 至少一個RGB發光模塊進行設置。
9. 根據上述權利要求中的任一項所述的裝置，其中所述裝置具有用于將色彩信號傳輸 至所述至少一個RGB發光模塊的接口 (505)。
10. 根據權利要求9所述的裝置，其中該用于傳輸色彩信號的接口具有無線電接口、特 別是紅外接口。
11. 根據上述權利要求中的任一項所述的裝置，其中能夠借助處理單元來接收和存儲 多個色彩信號，其中能夠借助多個色彩信號來對所述至少一個RGB發光模塊進行設置。
12. 根據上述權利要求中的任一項所述的裝置，_其中能夠借助處理單元來確定相對于色彩信號的互補色，以及-其中處理單元至少部分地借助互補色來對所述至少一個RGB發光模塊進行設置。
13. —種用于對至少一個RGB發光模塊進行設置的遙控器(500)，包括根據上述權利要 求中的任一項所述的裝置。
14. 一種帶有至少一個RGB發光模塊的發光裝置或者燈，該發光裝置或者燈能夠借助 根據權利要求1至12中的任一項所述的裝置來進行設置。
15. —種用于對至少一個RGB發光模塊進行設置的方法，-其中配備有至少一個RGB傳感器，借助該RGB傳感器檢測色彩信號，以及-其中配備有處理單元，借助該處理單元根據色彩信號來對所述至少一個RGB發光模 塊進行設置。
全文摘要
本發明提出了一種用于對至少一個RGB發光模塊進行設置的裝置和方法，其中設置有至少一個RGB傳感器用于檢測色彩信號，以及配備有處理單元，該處理單元根據色彩信號來對所述至少一個RGB發光模塊進行設置。此外提出了一種遙控器和發光裝置或者燈。
文檔編號F21S10/00GK101749636SQ20091025913
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月11日 優先權日2008年12月11日
發明者保羅·布勞恩, 哈拉爾德·代利安, 彼得·赫梅爾 申請人:奧斯蘭姆有限公司