CN105680939A - 固有通量检测 - Google Patents

Abstract

根据本发明的示例性实施例，提供了一种用于与遥控设备相通信的照明系统，其包括适于向遥控器发射调制光并且探测来自遥控器的控制信号的发光元件。这可以在无需额外的传感器或者额外的发射器的情况下，提供在遥控器与照明系统之间的通信。

Description

固有通量检测

本申请是国际申请日2007年11月27日提交的、于2010年5月26日进入中国国家阶段的、申请号为200780043734.6、发明名称为“固有通量检测”的分案申请。

技术领域

本发明涉及照明系统的领域。尤其是，本发明涉及一种用于与遥控设备相通信的照明系统、一种用于照明系统的通信和切换电路、―种遥控设备、一种用于使照明系统与遥控设备相通信的方法、一种计算机可读介质、一种处理器以及一种程序元件。

背景技术

为了设计出能够产生宽颜色范围的灯，可以使用不同颜色的发光二极管(LED)。这些LED确定了CIExy色空间中的一个区域，其显示出能够由这些LED的加权线性组合所实现的颜色，这些LED例如是红色、绿色和蓝色的LED。

在高功率和高质量的LED灯中，磷光体-陶瓷颜色转换可能是一种生成所需的不同颜色的好方法。然而，这些设备简单的接通/断开开关可能不允许利用这些灯的所有可能性。可以使用遥控器对该多色LED灯进行遥控。然而，为了探测来自该遥控设备的控制信号，必须在照明系统中实现一个传感器。另一方面，这种探测器或者传感器不可能在照明系统与遥控设备之间提供双向的通信。

所希望的是，在照明系统与遥控设备之间提供一种改进的通信。

发明内容

本发明提供了具有根据独立权利要求特征的一种用于与遥控设备相通信的照明系统、一种用于照明系统的通信和切换电路、一种用于使照明系统与遥控设备相通信的方法、一种处理器、一种计算机可读介质、一种遥控设备以及一种程序元件。

根据本发明的第一个方面，提供了一种用于与遥控设备相通信的照明系统，该照明系统包括发光元件和用于在探测模式与发射模式之间切换该发光元件的切换元件，其中当处于发射模式时，该发光元件适于发光。此外，当处于探测模式时，该发光元件适于探测来自遥控设备的控制信号。此外，该照明系统适于向遥控设备发射通信信号。

换句话说，该照明系统可以在照明或发射模式与探测模式之间切换。当切换到照明模式时，该照明系统可用于照亮其周围或者用于发射通信信号。另一方面，当切换到探测模式时，该照明系统可用于探测从遥控设备发送的控制信号。通过该发光元件本身对控制信号进行探测。因此，不需要额外的传感器或者探测器。

根据本发明的示例性实施例，该发光元件适于向遥控设备发射通信信号。该通信信号可以包括与该发光元件的工作条件相关的信息。

因此，该发光元件本身可以向遥控设备发送数据。该数据涉及例如由该发光元件发射的光的静态色点信息或者动态色点信息。

此外，根据本发明的另一个示例性实施例，该通信信号可以包括有关从以下组中选择的该灯状态的信息，该组包括：调光控制、开始点(或者接通时间)、停止点(或者断开时间)、灯识别、使用模式、灯诊断数据和功耗。

该使用模式可以包括灯的接通/断开时间或者有关在某个时刻优选颜色的信息。

根据本发明的另一个示例性实施例，该控制信号包括从以下组中选择的对该照明系统编程的项目，该组包括：该灯系统的静态色点信息、动态色点信息、调光控制信号、开始信号、停止信号、灯识别信号和最大允许功耗。

换句话说，可以借助通信信号将当前工作条件从发光元件发送到遥控设备。另一方面，可以将必须满足的工作条件从遥控设备发送到发光元件，并且因此发送到照明系统。在以下的步骤中，可以由照明系统来设置该(未来的)工作条件。

该开始信号和停止信号例如分别包括用于开始和停止动态色点顺序的时间戳信息。该动态色点信息可以适于控制或者触发该照明系统的单独的照明顺序。

根据本发明的另一个示例性实施例，该照明系统还包括适用于根据调制方案调制通信信号的调制单元。

因此，可以从照明系统向遥控设备提供快速而有效的数据传输。

根据本发明的另一个示例性实施例，从以下的组中选择调制方案，该组包括：脉冲宽度调制、脉沖位置调制、脉冲振幅调制或者脉冲密度调制。

根据本发明的另一个示例性实施例，该照明系统还包括用于向遥控设备发射通信信号的发射单元，其中该发射单元包括射频发射器模块。

因此，根据本发明的该示例性实施例，可以由RF下行链路实施从照明系统到遥控设备的通信。因此，在照明系统与遥控器之间的光路被阻挡的情况下，通信仍然是可能的。此外，通过借助RF模块发送通信信号，可以由RF模块提供通信，同时由发光元件提供照明。

根据本发明的另一个示例性实施例，该发光元件是发光二极管(LED)。

根据本发明的另一个示例性实施例，该发光元件包括发光二极管的一个或几个串或者一个或几个LED串与一个或几个单独的LED的组合。此外，该发光元件可以包括完整的发光二极管的二维阵列。

根据本发明的另一个示例性实施例，该照明系统还包括放大器和驱动电路，其中该切换元件是Tx/Rx开关，其适于提供发光元件从驱动电路的断开以及到放大器的连接。

表达式Tx/Rx开关是"发送-接收-开关"的缩写。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于照明系统的通信和切换电路，该通信和切换电路包括用于在探测模式与发射模式之间切换发光元件的切换元件、用于在该发光元件处于发射模式时驱动该发光元件以使其发光的驱动电路、用于在该发光元件处于探测模式时提供对由该发光元件探测到的控制信号的快速采样的采样电路，其中该通信和切换电路适于生成用于遥控设备的通信信号。

换句话说，可以提供用于照明系统的通信和切换电路，其适于驱动LED以照亮其周围。此外，该电路适于将LED切换到探测模式，在该模式下LED用于探测来自遥控设备的信号。因此，可能不需要额外的用于获取该控制信号的传感器或者探测器。此外，可能不需要额外的用于生成随后将被发送到遥控设备的信号发射器。

根据本发明的另一个示例性实施例，该采样电路包括放大器和模数转换器。

此外，该通信和切换电路包括处理器和用于生成通信信号的脉冲图形发生器。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于使照明系统与遥控设备相通信的方法，该方法包括以下步骤：由发光元件发光；将该发光元件从发射模式切换到探测模式；由该发光元件探测来自遥控设备的控制信号并且向遥控设备发射通信信号。

此外，根据本发明的另一个示例性实施例，提供了一种计算机可读介质，其中存储了用于与遥控设备相通信的计算机程序，当处理器执行该计算机程序时使该处理器实施上述的方法步骤。

此外，根据本发明的另一个示例性实施例，提供了一种用于与遥控设备相通信的程序元件，当处理器执行该程序元件时使该处理器实施上述的方法步骤。

本领域技术人员容易理解，该通信方法可以实施为计算机程序，即通过软件实施，或者可以使用一个或多个专用电子优化电路实施，即用硬件实施，或者可以由混合形式实施该方法，即通过软件部件和硬件部件实施。

根据本发明实施例的程序元件优选地装载到数据处理器的工作存储器中。因此，该数据处理器可以用于实施本发明方法的实施例。可以以任何适当的编程语言撰写该计算机程序，例如。C++，并且可以将该计算机程序存储在计算机可读介质上，例如CD-ROM。而且，可以从网络上获得该计算机程序，例如万维网，可通过该网络将该计算机程序下载到处理单元或处理器或者任何适当的计算机中。

此外，根据本发明的另一个示例性实施例，提供了一种用于与照明系统相通信的遥控设备，该遥控设备包括用于向照明系统发射控制信号的发射器以及用于探测来自照明系统的通信信号的接收器。

可被看作本发明示例性实施例的要点的是，将照明系统中的LED既用作用于探测来自遥控器的控制信号的光传感器(上行链路)，又用作用于向遥控器发射调制光(下行链路)以及用于照明的源。因此，可以在无需额外的传感器或者额外的发射器(在灯中)的情况下提供遥控设备与照明系统之间的通信。

这可以提供一种用于多原色LED灯的遥控技术，其中利用特殊的电流并且因此通过利用光调制方案来实现设备相对于遥控器的上行链路和下行链路，从而执行LED灯与遥控器之间的信息交换。为了从遥控器接收命令，将LED用作光电二极管(固有通量检测)。

因此，不需要特殊的传感器来实现上行链路和下行链路。可以提供允许将该LED非常快速地切换到接收模式的特殊电路，因此，可以将该通信和切换电路用于磷光体转换的LED以及常规的LED。

附图说明

参照下文中描述的实施例，本发明的这些及其他方面将变得清楚明白。

以下将参照附图描述本发明的示例性实施。

图1示出根据本发明的示例性实施例的照明系统的结构单元的示意图。

图2示出根据本发明的另一个示例性实施例的照明系统的结构单元的示意图。

图3示出根据本发明的示例性实施例的方法的流程图。

附图中的图示是示意的。在不同附图中，相似或者相同的元件提供有相同的附图标记。

具体实施方式

图1示出照明系统100的示意图，其包括LED102或者LED串或LED

阵列102、113、114、115。图1描述的照明系统100包括针对不同颜色或LED的多个信道。以下仅描述一个信道。

紅色LED102(或者几个LED的串)与Tx/Rx开关103相连，该开关使得与驱动电路106、107、108断开以及与放大器104连接，该放大器例如跨阻抗放大器。

放大器104的输出端117与模数转换器(ADC)105相连，其提供对放大的光信号117非常快的采样。

将数字光信号118发送到中央处理单元(CPU)107或者数字信号处理单元(DSP)107，其允许进行例如由遥控器触发的颜色控制，以及进行遥控信号提取。

CPU107借助脉沖图形发生器106控制亮度和信息的发送。脉冲图形发生器106的输出端119与驱动器108相连，继而(经开关103)与LED102或者整个LED串102、113、114、115相连。

此外，可以将光学元件116设置在LED串102、113、114、115前面，其适于过滤或者聚焦从遥控器101发射的光或者信号。

遥控设备101适于朝LED串发射控制信号120。在经过光学元件116之后，LED当中的一个(例如LED102)探测来自遥控器101的信号120并且将所得到的探测信号经由传输线121发送到开关103。然后由放大器104放大探测到的信号，并且由模数转换器105使该信号数字化，此后将其发送到CPU107。

可以将其它LED(例如LED115)与另一个开关111和另一个放大器110连接，以用于放大由LED115探测到的探测信号。此外，可以将第二开关111与第二放大器109相连，该放大器与脉冲图形发生器106相连。

LED102、113、114、115用作上行链路的光传感器，即从遥控设备101到照明系统100的信道，以便执行设备选择、照明系统的激励或去激励、或者执行其它控制数据从遥控器101到照明系统100的传输。

此外，将调制的光(或者图2所示的射频信号)用于下行链路，即从照明系统到遥控器101的信号传输。

因此，可以通过下行链路通信信号将当前工作条件发送到遥控器101。然后，可以将该信号用于编程或控制其它照明系统。该通信信号可以包括静态和动态色点信息。应当注意，在本文中，动态意味着对于时间的复合相关性。此外，该通信信号可以包括调光或者切换控制信息。

该通信信号还可以包括网络项，其为灯识别信号，例如当装置中存在几个灯时以及当应由相同的遥控器控制所有灯时其是有用的。在这种情况下，可以将多个照明系统组成灯网络。

此外，该通信信号可以包括局部场景的开始/停止信息，例如局部动态图案、维护模拟等。

此外，该通信可以包括灯识别号码或者使用模式，例如接通/断开时间或者在某时刻优选的颜色。

可以结合磷光体转变的LED(pcLED)或者常规的例如LED(例如GaNLED或者AlGaAsLED)应用该照明系统。

图2表示了根据本发明的另一个示例性实施例的照明系统的示意图。图2的照明系统200包括具有天线202的射频模块201。该RF模块201适于向遥控设备101发射和/或接收电磁波203。该电磁波203可以包括遥控器101的通信信号。

图2所示的装置与图1所示的装置的根本区别在于，可以由该RF

模块201提供下行链路(从照明系统到遥控器101)。因此，将CPU107与该RF模块201相连，这适于根据ZigBee或者WLAN生成通信信号，以便与遥控器101通信或者与遥控器和照明系统100之间的控制台通信。

然而，应当注意，该照明系统既可以包括RF模块201也可以包括脉沖图形发生器106。因此，可以由LED和RF模块来发射通信信号，从而提供冗余。

图3表示了根据本发明的示例性方法的流程图。该方法从步骤1开始，在步骤1中，由发光元件发射光。然后，在步骤2中，利用切换元件将发光元件从发射模式切换到探测模式。在步骤3中，利用发光元件探测从遥控设备发射的控制信号。在步骤4中，将探测到的信号传送到中央处理单元，在该中央处理单元中对其进行分析。然后，该中夹处理单元连同脉冲图形发生器生成用于发光元件的相应驱动信号。在第四步中，由CPU连同脉冲图形发生器生成通信信号，并且由发光元件朝遥控器发射该通信信号。例如，该通信信号对应于发光元件的当前工作条件，并且可以包括发光元件的识别号码。

本发明可以用于一般照明的遥控、用于发光单元之间的通信(远距离光连接)、用于具有LED背光的显示器的触摸板的复位、用于光学近程传感器以及用于汽车应用，例如发光键。

应当注意，术语"包括"不排除其它元件或者步骤，且"一个"不排除多个。而且可以组合不同实施例中描述的元件。

还应当注意，权利要求中的附图标记不应被解释为对权利要求范围的限制。

Claims (13)

1.一种与遥控设备相通信的照明系统，所述照明系统适于发射用于照明并且向所述遥控设备发送通信信号的光；

所述照明系统可操作用于检测来自所述遥控设备的控制信号；

发光元件,包括至少一个发光二极管；

其中所述至少一个发光二极管被适配成为集成的发光功能而发射用于照明并且向所述遥控设备发送通信信号二者的光；

具有所述集成的发光功能的所述至少一个发光二极管被进一步适配为探测来自所述遥控设备的控制信号；

放大器，用于接收所述控制信号并且电连接至数字转换器，所述数字转换器与处理器相通信；

切换元件，用于在探测模式与发射模式之间切换所述至少一个发光二极管。

2.根据权利要求1所述的照明系统，其中所述通信信号包括与所述发光元件的工作状况相关的信息。

3.根据权利要求1所述的照明系统，其中所述通信信号包括与所述发光元件的从以下组中选择的至少一个属性相关的信息，该组包括静态色点信息、动态色点信息、调光控制信号、开始信号、停止信号、识别信号、使用模式信号、和功耗率。

4.根据权利要求1所述的照明系统，其中该控制信号包括用于设置所述发光元件的从以下组中选择的至少一个属性的数据，该组包括静态色点信息、动态色点信息、调光控制信号、开始信号、停止信号、灯识别信号和最大允许功耗率。

5.根据权利要求l所述的照明系统，其中该照明系统还包括适于根据调制方案调制所述通信信号的调制单元。

6.根据权利要求5所述的照明系统，其中该调制方案是从以下的组中选择的，该组包括脉冲宽度调制、脉冲位置调制、脉冲振幅调制以及脉冲密度调制。

7.根据权利要求1所述的照明系统，进一步包括发射单元，其用于向所述遥控设备发射所述通信信号；其中所述发射单元包括射频发射器模块。

8.根据权利要求1所述的照明系统，其中所述发光元件包括至少一串串联的发光二极管或激光器件。

9.根据权利要求1所述的照明系统，还包括：

放大器；以及

驱动电路；

其中所述开关元件是适于提供所述发光元件与所述驱动电路的断开以及与所述发光元件与所述放大器的连接的发送/接收开关。

10.一种用于可遥控的照明系统的通信和切换电路，包括：

发光元件，包括至少一个发光二极管，所述发光二极管被配置为在发射模式发射光以及在探测模式探测来自遥控设备的控制信号；

所述通信和切换电路被配置成生成用于遥控设备的通信信号，并且还包括：

切换元件，用于在所述探测模式与所述发射模式之间切换所述发光元件；

驱动电路，其用于驱动该发光元件使得该发光元件在处于所述发射模式时发光；

采样电路，其用于对由该发光元件在处于所述探测模式时所探测到的所述控制信号进行采样。

11.根据权利要求10所述的通信和切换电路，其中该采样电路包括放大器和模数转换器。

12.根据权利要求10所述的通信和切换电路，还包括处理器和用于生成所述通信信号的脉冲图形发生器。

13.一种用于在照明系统与遥控设备之间相通信的方法，包括：

由发光元件发射用于照明的光，所述发光元件包括至少一个二极管；以及

由该发光元件探测来自遥控设备的控制信号；

将所述发光元件从发射模式向探测模式切换；

由所述发射元件向所述遥控设备发射通信信号。