照明系统技术方案

一种照明系统包含：光源，用以将电力转换成光束，其具有例如强度、色彩、色温、方向与波束圆锥角的特性；控制装置，用以调整光束特性；超声波发射器，用以发射超声波信号；超声波接收器，用以接收反射的超声波信号；以及处理装置，用以推导出表示在所述发射与接收的超声波信号之间的时间差的飞行时间信号，并依据飞行时间信号来将控制信号传递至控制装置。处理装置更执行声音压力位准校正步骤，声音压力位准校正步骤测量接收器所接收的反射超声波信号的振幅，并调整发射器所发射的超声波信号的振幅，以使所接收的反射超声波信号的振幅接近预定临界值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是有关于一种包含光源与控制装置的照明系统，其中光源用以将电力转换 成具有例如强度、色彩、色温、方向与波束圆锥角的特性的光束，而控制装置用以调整光束 特性。
技术介绍
我们熟知灯光特性的调整是能经由遥控器(Remote Controller, RC)来达成。遥 控器的缺点在于其必须在正确位置上遥控才能改变灯光特性。然而亦有很多不同的遥控器 已经出现于客厅中以供TV、音响、VCR、⑶/DVD游戏机/记录器等不同设备使用。使用者也 可能会对众多遥控器上的不同按钮有所混淆，在使用上极为不方便。甚至遥控器与其专属 的接收器会造成设备成本的增加。再者，已知有由使用摄影机与移动侦测软件来控制的电器装置，其中使用者可由 在照相机的前面摆出手势来控制电器装置。然而这些系统需要高负载处理功率，具有相当 长的反应时间，且是相当昂贵的。WO 2006/056814说明一种照明系统，其包含光源与控制装置，控制装置包含红外 线发射器、红外线接收器及透镜。控制装置测量反射的红外光的强度，并反应其强度以改变 光源亮度。依此方式，可对光源通电或断电，并可由在红外光光束中的手部移动而将光源调 暗。然而，这一种配置是相当昂贵且其控制作动具有极大的不正确性，因为反射的红外线 信号的强度大幅取决于在波束中移动的物体的种类，且红外线会受到周遭物体所影响而发 散，使得接收器收到的红外线信号不正确，导致灯光控制异常。GB-A-2 291 289说明一种照明系统，其包含一控制装置，用以对光源进行通电、断 电与调暗光源，其中压电超声波发射器与接收器是侦测在光源附近的物体的存在，而控制 装置是反应物体的存在而控制光源。然而，此种系统不能反应物体的移动来控制光源。因此有必要发展出一种易于使用的照明控制系统，以改善上述问题。
技术实现思路
本专利技术的一个目标是提供一种改良的便宜可靠且易于使用的照明控制系统。本发 明的更进一步的目标是提供一种对使用者及其环境呈现安全与舒适的照明系统。依据本专利技术的照明系统包含一光源，一超声波发射器，用以发射超声波信号；一 超声波接收器，用以接收反射的超声波信号；以及一处理装置，用以推导出表示在发射与接 收的超声波信号之间的时间差的多个飞行时间信号，并根据飞行时间信号来传递控制信号 至控制装置以控制光源。处理装置更执行一声音压力位准校正步骤测量接收器所接收的 反射超声波信号的振幅，并调整发射器所发射的超声波信号的振幅，以使所接收的反射超 声波信号的振幅接近预定临界值。由此，使用者可由在超声波波束中移动物体来调整光源 特性。处理装置分析多个飞行时间信号的动态行为，并根据动态行为来传递控制信号至控制装置。由此，使用者可在超声波波束中摆出手势，而处理装置将辨识此手势并将此手势 换算成控制信号以调整光源特性。附图说明为让本专利技术的上述内容能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图，作详 细说明如下，其中图1显示利用超声波收发器测量飞行时间的原理。图2为光源及其控制机构的概要立体图。图3为显示于图2的系统中的手部移动的静态照片，显示飞行时间信号对时间的 图，以及由手部移动所导致的各种阶段的光源特性控制的结合图。 图4为图2的光源的概要立体图。图5为平均手部的概要俯视图。图6为显示波束半径对波束角与垂直距离的三维图。图7概要地显示手伸入与伸出波束的移动，以及飞行时间对时间的相关图。图8为超声波收发器与号角的概要剖面图。图9为显示照明系统的校正程序的流程图。图10为显示在时间轴上的发射超声波脉冲信号的电压、所接收的反射的信号的 电压以及声压位准校正的状态的结合图。图IlA-图IlC显示手伸入与伸出波束的概要移动。图12概要显示花瓶在波束中的移动以及飞行时间对时间与各种控制的相位的关 联图。图13-图18与图20-图21显示各种控制算法的流程图。图19概要显示控制范围的判定。图22概要显示在时间轴上的不同光特性的控制机构。图23-图28概要显示在各种阶段的不同光特性的控制机构。图29-图30概要显示手在波束中的移动以及飞行时间对时间的关联图。图31概要显示LED阵列光源，其显示一信息。图32概要地显示LED阵列光源，其投射一信息于一参考表面上。图33与图34概要显示本专利技术的一电子硬件实施例。图35是为依据本专利技术的照明系统的立体图。具体实施例方式如图2所示，照明系统1包含一光源及一超声波发射器与接收器，超声波发射器与 接收器可结合成一超声波收发器，亦可为一压电式超声波收发器。光源可包含多个发光二 极管(LED)，而超声波收发器可内建于所述LED的中心。照明系统1亦内建有将收发器的信 号转换成控制信号的一处理装置，以及用以调整光源特性的一控制装置。于一较佳实施例 中，超声波发射器与接收器是以与光源的光束相同的方向发射并接收超声波信号。如果超声波收发器被开启，则其将传递一超声波信号。如果在超声波信号的路径 上有一物体出现，则超声波信号将被物体反射并被超声波收发器所接收。在传送超声波信号与接收到反射的超声波信号之间的时间被称为一飞行时间。如果在物体与照明系统1之 间的距离改变，则将会测量到另一飞行时间值。物体被侦测到的移动是为一维移动(此物 体必须停留在超声波信号路径中)。飞行时间的改变将被转换成数字控制信号的改变，此控 制信号将控制光束的特性，比如色彩、强度或色温等。物体可能是使用者的手2。因此，手2的一维移动，诸如上/下或左/右方向(取 决于光源位置，水平或垂直)可控制光束特性。超声波信号的飞行时间通常被使用作为一种距离测量方法。如图1所显示，飞行 时间测量是藉由将测量的超声波信号接收时间(图1的R)减去超声波信号的发射时间(图 1的T)而形成。此种时间距离信息将被转变成在微处理器中的二进制代码，以控制光源特 性。在图2中，手2是为障碍物/物体，而桌子3、地板或天花板是为参考物。超声波收 发器以圆锥波束4的型式传递超声波信号。如果从收发器到参考物的距离y是为1. 5米，则 超声波信号在无障碍物的情况下，其发射到接收反射的超声波信号的总运行距离是为2*y =3米，其飞行时间是为8. 7毫秒(于25°C的环境温度下)。如果从收发器到手2的距离 χ是为0. 5米，则飞行时间是为2. 9毫秒。如果手部移动的控制级距(st印)所需要的精度 是为2公分(0. 12毫秒的飞行时间级距)，且当控制范围为64公分时，则有32个控制级距， 其可允许5位控制。超声波发射器可比如发射40kHz频率的声音。超声波的飞行时间(典 型的距离是在0.2与2米之间)可以以ms(毫秒)而非以毫微秒/纳秒(ns)的单位测量， 因此利用超声波收发器可利用低成本处理设备来达成简单与正确的测量。此外，压电式超 声波收发器很便宜，所以本专利技术的系统可利用很低的成本来生产。如图3所示，控制信号是由手2朝超声波信号的一维垂直方向移动而产生。在Tl =1秒时，手2是在波束4外部，此时飞行时间为一参考值，且不能进行光源控制(阶段A)。 在T2 = 2秒时，手2移动进入波束4中且保持于该处持续1秒以上，直到在T3 = 3秒时， 光源控制是被微控制器所致动(阶段B)为止。接着，在T3 = 3秒与T5 = 5秒之间，手2 向上移动以使比如光源1的强度是由微处理器而增加(阶段C)。在T6 = 6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种照明系统，包含：一光源，用以将电力转换成一光束，其具有例如强度、色彩、色温、方向与波束圆锥角的特性；一控制装置，用以调整所述光束特性；一超声波发射器，用以发射多个超声波信号；一超声波接收器，用以接收多个反射的超声波信号；以及一处理装置，用以推导出表示在所述发射与接收的超声波信号之间的时间差的多个飞行时间信号，并依据所述飞行时间信号将多个控制信号传递至该控制装置，其中：该处理装置执行一声音压力位准校正步骤，该校正步骤为测量该超声波接收器所接收的反射超声波信号的振幅，并调整该超声波发射器所发射的超声波信号的振幅，以使该接收的反射超声波信号的振幅接近一预定临界值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：汤尼凡艾德，
申请(专利权)人：建兴电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]