ДЕТЕКТИРОВАНИЕ НАЛИЧИЯ ОБЪЕКТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОСВЕТИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА С РАСЩЕПЛЕННЫМ ПУЧКОМ Российский патент 2017 года по МПК H05B37/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Варианты реализации настоящего изобретения в целом относятся к области систем освещения и, более конкретно, к способу и системе для определения наличия объекта в области, окружающей осветительное устройство с расщепленным световым пучком.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Поскольку эффективность (измеряемая в люменах на Ватт) и световой поток (измеряемый в люменах) светоизлучающих диодов (LED) продолжают возрастать и цены продолжают снижаться, LED освещение и осветительные устройства на основе LED становятся жизнеспособными альтернативами и для обеспечения освещения большой площади оказываются конкурентоспособными с преобладающими до сих пор обычными лампами накаливания или трубчатыми люминесцентными лампами.

При использовании LED оказывается возможным снизить потребление энергии в соответствии с современными экологическими требованиями. Кроме того, вследствие возможностей обеспечивать яркий свет, даже при использовании компактных LED, было предложено множество систем освещения, значительно отличающихся от стандартных систем освещения, содержащих обычную лампочку накаливания. В соответствии с этим, и посредством использования LED вместо лампочек накаливания, пользователь также имеет возможность более гибкого управления функциональными возможностями системы освещения, например возможность управления интенсивностью освещения или управления направлением светового пучка.

Пример такой системы освещения раскрыт в WO 2011/039690, описывающем модульное осветительное устройство 100, содержащее два светоизлучающих участка 102 и 104, как показано на Фиг. 1. Эти два участка управляются раздельно и сконфигурированы для предоставления взаимодополняющих диаграмм направленности световых пучков. Участок 102 включает в себя источники 106 света и приспособлен для создания относительно узкого пучка света, освещающего узкую рабочую область. Участок 104 включает в себя источники 108 света и приспособлен для создания относительно широкого пучка света, в виде крыльев летучей мыши, обеспечивающего освещение фоновой области, окружающей рабочую область. Помимо предоставления преимущества в меньшей стоимости и большего уровня комфорта, по сравнению с обычными офисными осветительными устройствами, такое осветительное устройство с расщепленным пучком допускает световое решение локального затемнения с лучшим сбережением энергии, поскольку он позволяет выборочно затемнять осветительную арматуру, которая не находится непосредственно над выбранными рабочими областями. Однако даже с таким усовершенствованным осветительным устройством, всегда желательно пытаться еще больше сократить потребление энергии.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения, предоставляется способ для определения наличия одного или нескольких объектов в области, окружающей первое осветительное устройство. Первое осветительное устройство представляет собой осветительное устройство с расщепленным пучком, содержащее, по меньшей мере, два источника света, сконфигурированные для испускания световых пучков с различными диаграммами направленности. Первый источник света осветительного устройства выполнен с возможностью испускания первого светового пучка, приспособленного для освещения заданной области, и второй источник света выполнен с возможностью испускания второго светового пучка, приспособленного для освещения фоновой области, окружающей заданную область. Первое осветительное устройство также включает в себя датчик, выполненный с возможностью детектирования отраженного назад первого светового пучка и отраженного назад второго светового пучка. Способ включает в себя этап определения, имеется ли один или несколько объектов в области, окружающей осветительное устройство на основании сравнения информации, указывающей на уровень сигнала, детектированного отраженного назад первого светового пучка, и информации, указывающей на уровень сигнала, детектированного отраженного назад второго светового пучка.

Используемый в данном случае термин "диаграмма направленности светового пучка" источника света относится к распределению интенсивности источника света, который дает поток в телесный угол во всех направлениях пространства.

Первый источник света может быть выполнен с возможностью испускания светового пучка с относительно узкой диаграммой направленности (так называемый "рабочий пучок"), приспособленной для освещения заданной области, например, 2Ч25-2Ч35 градусов полной ширины на половине высоты (FWHM). Таким образом, рабочий пучок может покрыть область, которая связана с единственным осветительным устройством в типичном офисном помещении. Диаграмма направленности рабочего светового пучка предпочтительно заключена в пределах приблизительно 2Ч50 градусов угла отсечки для избегания того, чтобы рабочий пучок осветил область ниже соседнего осветительного устройства.

Второй источник света может быть выполнен с возможностью испускания светового пучка с относительно широкой диаграммой направленности (так называемый "окружающий пучок"), приспособленной для освещения фоновой области, окружающей заданную область, освещенную рабочим пучком. Диаграмма направленности окружающего светового пучка предпочтительно имеет полый профиль, например, диаграмма направленности светового пучка с низкой интенсивностью при 0 градусов и максимальной интенсивностью между 30 и 45 градусами, причем используемый в данном случае термин "световой пучок с полым профилем" относится к пучку света, оставляющему относительно темную область в центре. Диаграмма направленности окружающего светового пучка предпочтительно используется для освещения области между приблизительно 2Ч20 градусов (чтобы иметь плавное перекрытие с рабочим пучком), и 2Ч60 градусами (приблизительно 65 градусов - это типичный угол отсечки для Европейских офисных осветительных устройств, чтобы избежать периферических бликов). В других регионах мира, нормы по бликам часто менее строги. Для этих регионов, максимальная интенсивность и отсечка светового пучка могут быть смещены к большим углам.

Кроме того, используемый здесь термин "отраженный назад пучок источника света", "отраженные назад сигналы источника света" и их вариации относятся к пучкам, падающим на датчик не в результате прямого освещения датчика источником света, но в результате пучков, созданных источником света в одном главном направлении, отражаемых по существу в противоположном направлении. На Фиг. 2A и 2B схематично показано различие между прямым, или отраженным вперед, освещением и отраженным назад освещением датчика. Как показано на Фиг. 2A, осветительное устройство 200, установленное в потолке 201 офисного пространства 202 включает в себя первый источник 203 света, испускающий первый световой пучок 204, рабочий пучок, и второй источник 205 света, испускающий второй световой пучок 206, окружающий пучок. Датчик 216, установленный, например, на полу, или на рабочей площади 207 офисного пространства 202, непосредственно освещается первым световым пучком 204. Датчик 216 также освещается пучком 208, который является результатом отражения вперед второго светового пучка 206 от точки А, например от стены 209, или от некоторого другого объекта. Отражение в точке A, вероятно, будет диффузным, что показано на Фиг. 2A множественными пучками, исходящими из точки A, среди которых имеется пучок 208. Естественно, отражение в точке A может также быть зеркальным, когда только пучок 208 будет образующимся отраженным вперед пучком.

В противоположность Фиг. 2A, если датчик 216 устанавливается также где-нибудь в потолке 201, например, если датчик 216 включен внутри осветительного устройства 200, как показано на Фиг. 2B, то датчик 216 будет освещаться пучком 210, который возникает от отражения назад первого светового пучка 204, например, от пола, или от рабочей площади 207, и пучком 212, который возникает от диффузного отражения назад второго светового пучка 206 от точки А. Главное направление распространения пучков 210 и 212 противоположно главному направлению распространения пучков 204, 206, и 208. Поэтому пучки, подобные пучкам 210 и 212, обозначаются как "отраженные назад" пучки.

Варианты реализации настоящего изобретения, частично, основаны на осознании того, что оптимальные уровни затемнения осветительных устройств в малом помещении, коридоре, или комнате, разделенной на секции стенами или шкафами, например, офисе с ячейками, отличаются от оптимальных уровней затемнения осветительных устройств в большом открытом пространстве. Поскольку работа при оптимальных уровнях затемнения позволяет уменьшить потребление энергии системы освещения, то было бы желательно учитывать наличие объектов, в частности, относительно больших вертикальных объектов, например, стен или шкафов в окружении осветительных устройств. Это может быть реализовано при эксплуатационной наладке во время установки осветительных устройств, когда непосредственно ясно, имеются ли какие-либо объекты в окружении данных осветительных устройств. Как обычно используется в данной области техники, термин "эксплуатационная наладка" относится к конфигурированию, возможно ручному, или, по меньшей мере, с вводом человеком параметров установки управления для осветительного устройства, например, к конфигурированию уровней затемнения и управляющих сигналов для осветительного устройства.

Однако описанное выше эксплуатационное решение имеет множество недостатков. Во-первых, эксплуатационная наладка добавляет стоимость и усложняет систему освещения. Кроме того, офисы открытого плана могут быть заменены на офисы с ячейками путем размещения стен в открытом пространстве. Непрерывная работа системы освещения с оптимальными уровнями затемнения тогда потребует эксплуатационной переналадки или даже замены осветительных устройств, что может оказаться трудоемким и дорогостоящим.

Поэтому было бы желательно иметь возможность получить информацию относительно наличия объектов в окружении осветительного устройства автоматическим образом и в любой момент времени (то есть, динамически). С этой целью, варианты реализации настоящего изобретения дополнительно основаны на неожиданном осознании того, что когда используется осветительное устройство с расщепленным пучком, отраженные назад сигналы рабочего и окружающего пучков осветительного устройства строго зависят от наличия объектов в окружении осветительного устройства. Конкретно, соотношение между отраженными назад сигналами рабочего и окружающего пучков осветительного устройства в открытом пространстве (то есть, когда нет объектов в окружении осветительного устройства) отличается от такового для пространства, где объекты имеются, в частности, большие вертикальные объекты, например, стены или шкафы. Если для осветительного устройства в открытом пространстве уровень сигнала отраженного назад рабочего пучка, детектированного датчиком, включенным в осветительное устройство, или находящегося по существу вблизи осветительного устройства, больше, чем уровень сигнала отраженного назад окружающего пучка, детектированного этим датчиком, то это соотношение между уровнями сигнала отраженных назад пучков противоположно для осветительного устройства, имеющего объекты в своем окружении. А именно, уровень сигнала детектированного отраженного назад рабочего пучка, возможно нормированного световым выходом рабочего пучка, как описано ниже, меньше, чем уровень сигнала детектированного отраженного назад окружающего пучка, возможно нормированного световым выходом окружающего пучка, для осветительных устройств, имеющих объекты в своем окружении, где, чем больше объектов и чем более вертикальными являются объекты, тем больше различие между уровнями сигнала детектированного отраженного назад рабочего и окружающего пучков. В результате, сравнивая информацию, показательную для уровней сигнала детектированного отраженного назад рабочего пучка и детектированного отраженного назад окружающего пучка, оказывается возможным сделать выводы относительно наличия объектов в окружении осветительного устройства. Полученная информация относительно наличия объектов в окружении осветительного устройства затем может быть использована в различных целях. Одно из применений полученной информации может включать в себя уменьшение потребления энергии системы освещения, устанавливая уровень затемнения одного или нескольких осветительных устройств, когда учитывается наличие (или отсутствие) объектов в окружении осветительных устройств. Другие применения могут включать в себя, например, установку более соответствующего уровня затемнения осветительных устройств, учитывая, например, что в офисе с ячейками требуется больше света для компенсации поглощения стенами, и/или изменение баланса между рабочим и окружающим пучками, например, усиление окружающего пучка относительно рабочего пучка для увеличения освещения стен, таким образом, создавая видимость более освещенной комнаты.

Хотя варианты реализации настоящего изобретения рассматриваются в виде сравнения абсолютных значений уровней сигнала детектированных отраженного назад рабочего и окружающего пучков (или производных от этих значений), специалист в данной области техники поймет, что в некоторых случаях эти значения должны быть нормированы для получения значимого сравнения. Абсолютные значения уровней сигнала для детектированных отраженных назад сигналов зависят от испускаемого потока в каждом пучке, который не обязательно равен для рабочего и окружающего пучков. Поэтому, для учета различий в испускаемом потоке каждого пучка, предпочтительно нормировать детектированный уровень сигнала каждого отраженного назад пучка на световой выход источника света, создающего этот пучок. Посредством этой нормировки, сигнал становится независимым от параметров настройки источника света.

В варианте осуществления, для получения различных диаграмм направленности пучков от первого и второго источников света, каждый источник света может включать в себя излучатель света, например, один или несколько светоизлучающих элементов, таких как LED, и соответствующую формирующую пучок оптику. Возможные материалы, которые могут быть использованы для LED, включают в себя неорганические полупроводники, например, GaN, InGaN, GaAs, AlGaAs, или органические полупроводники, например, полупроводники с малыми молекулами, на основе Alq3, или полимерные полупроводники, например, на основе производных поли(p-фенилен винилен) и полифторид. Соответствующая формирующая пучок оптика может включать в себя соответственно сконструированную линзу, коллиматор TIR (полное внутреннее отражение), или металлический отражатель. Формирующая пучок оптика может быть сконфигурирована для создания пучка определенной ширины/диаграммы направленности. Например, для первого источника света, сконфигурированного для создания рабочего пучка, формирующая пучок оптика может быть предназначена для создания пучка, соответствующего размеру офисного стола, или для соответствующей области, задаваемой типичным расположением осветительного устройства в двух измерениях (последнее особенно предпочтительно в случае, когда неизвестно, где будут располагаться столы относительно осветительных устройств). Для второго источника света, сконфигурированного для создания окружающего пучка, формирующая пучок оптика может быть сконструирована для создания пучка с частью с относительно малой интенсивностью, соответствующего форме рабочих пучков и приспособленного для освещения окружающей фоновой области. Таким образом, первый и второй источники света могут быть приспособлены, например, для предоставления дополнительных диаграмм направленности пучков для получения плавной полной диаграммы направленности светового пучка для осветительного устройства.

Кроме того, излучение первого источника света предпочтительно управляется независимо от излучения второго источника света, чтобы позволить различные уровни освещения в рабочей области и в фоновой области, окружающей рабочую область. Как описано выше, имеющая полую форму диаграмма направленности светового пучка, обеспечиваемая вторым источником света, может быть создана, используя, по меньшей мере, один светоизлучающий элемент и соответствующую формирующую пучок оптику, предназначенную для создания пучка полой формы. Альтернативно, второй пучок света может быть создан, используя первый и второй светоизлучающие элементы второго источника света, первый и второй светоизлучающие элементы второго источника света, отдельно управляемого относительно светоизлучающего элемента(-ов) первого источника света, причем каждый из первого и второго светоизлучающих элементов второго источника света конфигурируются для создания дополнительных диаграмм направленности пучков, конфигурируются вместе для создания диаграммы направленности светового пучка полой формы. В варианте осуществления, первый световой пучок может включать в себя первые закодированные в нем данные, и второй световой пучок может включать в себя вторые закодированные в нем данные, причем данные кодируются любым известным образом кодирования данных в световой выход источника света, например, описанным в WO 2006/111930 или WO 2008/050294. В одном дополнительном варианте осуществления, первые и вторые данные могут включать в себя данные, которые, по меньшей мере, позволяют датчику различать детектированные отраженные назад пучки первых и вторых источников света, и/или которые позволяют уникальную идентификацию источника света, который создает пучок. В других вариантах осуществления, в каждом из пучков может быть закодирована дополнительная информация, например, световой выход, создаваемый соответствующим источником света, параметры настройки драйвера источника света, и/или любая другая информация, которая может быть отнесена к источнику света.

Даже при том, что первое осветительное устройство описано как включающее в себя датчик, в других вариантах осуществления датчик не должен быть включен в пределы первого осветительного устройства, но может быть расположен отдельно от осветительного устройства, если только такой датчик пригоден для детектирования отраженных назад сигналов рабочего и окружающего пучков, произведенных первым осветительным устройством.

В варианте осуществления, датчик в первом осветительном устройстве может дополнительно быть выполнен с возможностью детектирования отраженных назад сигналов рабочего и окружающего пучков, создаваемых другим, вторым, осветительным устройством. В таком варианте осуществления, способ может дополнительно включать в себя этап оценки расстояния между осветительными устройствами, на основании сравнения информации, указывающей на уровень сигнала детектированного отраженного назад рабочего пучка света второго осветительного устройства, и информации, указывающей на уровень сигнала детектированного отраженного назад окружающего светового пучка второго осветительного устройства. Уровни затемнения источников света в первом и/или втором осветительных устройствах могут затем быть установлены на основании оцененного расстояния между осветительными устройствами.

В дополнительном варианте осуществления, информация, показательная для уровней сигнала детектированных отраженных назад рабочего и окружающего пучков второго осветительного устройства предпочтительно определяется нормировкой уровней сигналов детектированных отраженных назад рабочего и окружающего пучков второго осветительного устройства относительно светового выхода источников света, создающих каждый из соответствующих пучков. Такой вариант осуществления предпочтителен, поскольку, как описано выше, посредством этой нормировки сигналы становятся независимыми от параметров настройки соответствующих источников света. Без нормировки, отношение уровней сигналов строго зависит от испускаемого потока в каждом суб-пучке, который не обязательно равен для рабочего и окружающего пучков.

В соответствии с другими аспектами настоящего изобретения, также раскрыты контроллер для осуществления вышеупомянутого способа и осветительное устройство для использования с вышеупомянутым способом и/или контроллером. Кроме того, настоящее раскрытие относится к компьютерной программе с частями, возможно распределенными, для выполнения различных описанных здесь функций, и к носителю информации для таких программных частей.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения, предоставляется система освещения для структуры, например, для офисного пространства. Система освещения включает в себя блок управления системой и множество осветительных устройств. Каждое осветительное устройство включает в себя первый источник света, выполненный с возможностью испускания первого светового пучка, приспособленного для освещения заданной области, второй источник света, выполненный с возможностью испускания второго светового пучка, приспособленного для освещения фоновой области, окружающей заданную область, датчик, выполненный с возможностью детектирования, по меньшей мере, отраженного назад первого светового пучка и отраженного назад второго светового пучка, и интерфейс, выполненный с возможностью предоставления информации на блок управления системой, указывающей на уровень сигнала детектированного отраженного назад первого светового пучка, и информации, указывающей на уровень сигнала детектированного отраженного назад второго светового пучка. Блок управления системой выполнен с возможностью получения информации, указывающей на уровень сигнала детектированного отраженного назад первого светового пучка, и информации, указывающей на уровень сигнала детектированного отраженного назад второго светового пучка, по меньшей мере, для некоторых осветительных устройств, и для управления первым источником света и/или вторым источником света, например, управления уровнями затемнения, по меньшей мере, некоторых из множества осветительных устройств, по меньшей мере, частично, на основании полученной информации. Блок управления системой может также получать информацию о конфигурации уровня освещения рабочей и фоновой области для данной структуры, и управлять первым и вторым источниками света, по меньшей мере, некоторых из множества осветительных устройств так, что полная картина освещения, производимая множеством осветительных устройств, соответствует конфигурации уровня освещения рабочей и фоновой области для данной структуры. Таким образом, может быть достигнуто централизованное управление осветительными устройствами.

Далее вариант осуществления изобретения описывается более подробно. Однако следует отметить, что этот вариант осуществления не может рассматриваться как ограничивающий объем притязаний настоящего изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На всех чертежах приведенные размеры следует понимать только как иллюстративные и не отражающие истинные размеры или отношения. Все чертежи являются схематичными, а не масштабными. В частности, толщины преувеличены относительно других размеров. Кроме того, такие детали, как LED чипы, провода, подложки, корпус и т.д. иногда исключены из чертежей для большей ясности.

Фиг. 1 изображает модульное осветительное устройство с расщепленным пучком в соответствии с техникой предшествующего уровня;

Фиг. 2A - датчик, освещаемый прямым и отраженным вперед пучками;

Фиг. 2B - датчик, освещаемый отраженными назад пучками;

Фиг. 3 - система освещения, содержащая множество осветительных устройств в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 4 - блок-схема системы освещения, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 5 - распределение света примерного осветительного устройства с расщепленным пучком в офисе открытого плана, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 6 - сравнение распределений света прямого или отраженного вперед пучков примерного осветительного устройства с расщепленным пучком, помещенного в офис открытого плана, в офисе с ячейками, и в коридоре, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 7 - сравнение распределений света отраженных назад пучков примерного осветительного устройства с расщепленным пучком, помещенного в офис открытого плана, в офисе с ячейками, и в коридоре, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 8 - отношение уровней сигнала отраженного назад окружающего пучка и рабочего пучка в зависимости от расстояния для офиса открытого плана, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения; и

Фиг. 9 - отношение уровней сигнала отраженного назад окружающего пучка и рабочего пучка в зависимости от расстояния для офиса с ячейками, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В нижеследующем описании, многочисленные конкретные детали приведены для предоставления более полного понимания настоящего изобретения. Однако специалистам в данной области техники будет очевидно, что настоящее изобретение может быть осуществлено без одной или нескольких этих конкретных деталей. В других случаях, хорошо известные признаки не рассматриваются для лучшего понимания сущности настоящего изобретения.

На Фиг. 3 показана структура 300 - в данном случае комната с установленной системой 310 освещения. Система 310 освещения содержит одно или несколько осветительных устройств 320 и один или несколько контроллеров (не показаны на Фиг. 3), управляющих осветительными устройствами 320. Система 310 освещения может дополнительно содержать дистанционное управление 330, позволяющее пользователю управлять источниками 320 освещения. Хотя на Фиг. 3 показано, что каждое из осветительных устройств 320 создает единственный пучок, это есть просто схематическая иллюстрация, предназначенная для демонстрации того, что осветительные устройства 320 используются для предоставления освещения структуры 300, хотя, как описано ниже, каждое из осветительных устройств 320 предпочтительно представляет собой осветительное устройство с расщепленным пучком, создающеей два световых пучка с различными диаграммами направленности.

На Фиг. 4 показана схематичная иллюстрация системы 400 освещения в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения. Система 400 освещения может быть использована как система 310 освещения в структуре 300, показанной на Фиг. 3. Как можно видеть, система 400 освещения включает в себя, по меньшей мере, одно осветительное устройство 420 с расщепленным пучком, содержащий, по меньшей мере, первый источник 422 света, второй источник 424 света, и датчик 426, и сконфигурирована для создания освещения в соответствии с установленными параметрами освещения. Система 400 освещения дополнительно включает в себя блок 410 управления осветительным устройством, выполненный с возможностью управления осветительным устройством 420. Кроме того, система 400 освещения включает в себя контроллер 430, по меньшей мере, для определения наличия объектов в окружении осветительного устройства 420 и/или для определения расстояния от осветительного устройства 420 до других осветительных устройств в системе 400 освещения.

Каждый блок 410 управления осветительным устройством и контроллер 430 могут включать в себя микропроцессор, микроконтроллер, программируемый процессор цифровых сигналов, или другое программируемое устройство. Они могут также включать в себя, или быть замененными на, прикладную специальную интегральную схему, программируемую вентильную матрицу или программируемую логическую матрицу, программируемое логическое устройство, или процессор цифровых сигналов. Где блок 410 управления осветительным устройством или контроллер 430 включает в себя программируемое устройство, например, микропроцессор, микроконтроллер или упомянутый выше программируемый процессор цифровых сигналов, процессор может дополнительно включать в себя выполняемый компьютером код, который управляет работой программируемого устройства. Кроме того, блок 410 управления осветительным устройством и/или контроллер 430 могут быть снабжены схемой коммуникации для того, чтобы позволить дистанционное управление конфигурацией уровней освещения, используя, например, дистанционное управление 330 и/или память для сохранения данных.

В других вариантах осуществления, система 400 освещения может включать в себя дополнительные осветительные устройства и дополнительные блоки управления осветительным устройством, управляющие дополнительными осветительными устройствами. Например, система 400 освещения может дополнительно включать в себя второе осветительное устройство 440 с расщепленным пучком, который может включать в себя, по меньшей мере, первый источник 442 света и второй источник 444 света и, при необходимости, также датчик 446, подобный датчику 426. Такие варианты реализации рассматриваются здесь в связи с единственным блоком управления осветительным устройством (системный блок 410 управления осветительным устройством), управляющим различными осветительными устройствами. Однако специалистам в данной области техники должно быть понятно, что системный блок 410 управления осветительным устройством может содержать отдельные контроллеры для каждого из осветительных устройств, включенных в систему 400 освещения, возможно с одним таким блоком управления осветительным устройством, включенным в пределах каждого осветительного устройства. Аналогично, варианты реализации рассматриваются здесь в связи с единственным контроллером 430, определяющим наличие объектов для всех осветительных устройств, включенных в систему 400 освещения, но в других вариантах осуществления, отдельный контроллер, например контроллер 430, может быть связан с каждым из осветительных устройств, и возможно быть включенным в пределы каждого из осветительных устройств.

Ниже работа осветительного устройства 420 рассматривается более подробно. Действие второго осветительного устройства 440 по существу то же самое, что и действие осветительного устройства 420 и, поэтому, для краткости, его описание здесь не повторяется.

Источники 422 и 424 света осветительного устройства 420 выполнены с возможностью испускания световых пучков с различными диаграммами направленности. С этой целью, каждый из источников 422 и 424 света может включать в себя один или несколько светоизлучающих элементов, например один или несколько LED (не показаны на Фиг. 4), и соответствующую формирующую пучок оптику (также не показана на Фиг. 4), позволяющую источникам 422 и 424 света предоставить световые пучки с различными заданными диаграммами направленности. Как рассмотрено выше, первый источник 422 света выполнен с возможностью предоставления рабочего пучка с относительно узкой диаграммой направленности, например, 2Ч25 градусов FWHM, тогда как второй источник 424 света выполнен с возможностью предоставления окружающего пучка со сравнительно более широкой, предпочтительно полой, диаграммой направленности, например, пучка с полым центром и максимальной интенсивностью между 30 и 40 градусами. В одном варианте осуществления, соответствующая формирующая пучок оптика для источников 422 и 424 света может включать в себя соответственно сконструированные линзы, которые могут быть изготовлены, например, инжекционным литьем, в форме пластины, содержащей матрицу таких линз. В альтернативных вариантах осуществления, формирующая луч оптика может включать в себя, например, коллиматоры TIR или металлические отражатели.

Датчик 426 осветительного устройства 420 может быть любым обычным световым датчиком, предпочтительно широкоугольным световым датчиком, содержащим фотодетектор и, возможно, процессор, приспособленный для детектирования и имеющий возможность различать отраженные назад сигналы рабочего и окружающего пучков, созданных источниками 422 и 424 света. Кроме того, датчик 426 может дополнительно быть приспособлен для детектирования и возможности различения отраженных назад рабочего и окружающего пучков, созданных источниками света осветительных устройств, отличных от осветительного устройства 420, датчик 426 которого включен в него, например, пучков, созданных источниками 442 и 444 света осветительного устройства 440. В варианте осуществления, в дополнение к наличию широкоугольного светового датчика, датчик 426 может включать в себя также второй датчик наличия объекта (не показан на Фиг. 4), например, пассивный инфракрасный (PIR) или ультразвуковой датчик наличия объекта, имеющий конус детектирования, по существу перекрывающий рабочий пучок источника 422 света (то есть, узко-угольный датчик). Такой вариант осуществления может быть предпочтителен для детектирования наличия объекта в области, освещенной рабочим пучком. Функциональные возможности датчика 426, пригодного для вариантов реализации настоящего изобретения, более подробно рассматриваются ниже.

Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что хотя показанный на Фиг. 4 датчик 426 включен в пределы осветительного устройства 420, в других вариантах осуществления, датчик 426 может быть реализован отдельно от осветительного устройства 420, если он имеет возможность детектировать отраженные назад рабочий и окружающий пучки, созданные осветительным устройством 420 при по существу тех же самых уровнях сигнала, как если бы он был включен в пределы осветительного устройства. Это означает, что датчик 420 может быть установлен вблизи осветительного устройства 420 так, чтобы различие в детектированных уровнях сигналов для отраженных назад сигналов между таким датчиком и подобным датчиком, включенным в пределы осветительного устройства, было незначительным.

Система 400 освещения сконфигурирована так, чтобы работать следующим образом. Как показано на Фиг. 4, световые параметры настройки для системы 400 освещения предоставляются на генератор 450 сигнала драйвера (который, при необходимости, может быть включен в пределы системы 400 освещения). Световые параметры настройки указывают то, каким должен быть средний световой выход каждого из двух источников света каждого из осветительных устройств 420 и 440 в выражениях, например, световой мощности, например заданной в люменах, и цветности. Световые параметры настройки могут быть предоставлены пользователем через дистанционное управление 330 или могут быть предварительно запрограммированы и предоставлены от внешнего блока, управляющего заданной установкой. Альтернативно, световые параметры настройки могут быть предварительно запрограммированными и сохраненными в памяти в пределах генератора 450 сигнала драйвера или в пределах системы 400 освещения. Генератор 450 сигнала драйвера переводит световые параметры настройки в различные электрические сигналы драйвера для различных источников света в пределах системы 400 освещения и предоставляет сигналы драйвера на системный блок 410 управления осветительным устройством. Сигналы драйвера, в свою очередь, управляют уровнями затемнения различных источников света в пределах каждого из осветительных устройств системы 400 освещения. Для постоянного уровня затемнения на источник света, сигнал драйвера, который предоставляется от генератора 450 сигнала драйвера к системному блоку 410 управления осветительным устройством, содержит повторяющуюся последовательность импульсов, так называемую "последовательность запуска", повторяющуюся с определенным периодом кадровой развертки. Различные способы для затемнения источников света известны специалистам в данной области техники и, поэтому, не рассматриваются здесь подробно. Эти способы включают в себя, например, широтно-импульсную модуляцию, импульсно-плотностную модуляцию, или амплитудную модуляцию.

В одном варианте осуществления, системный блок 410 управления осветительным устройством может дополнительно быть выполнен с возможностью приема сигнала 465 данных от источника 460 данных. Сигнал 465 данных включает в себя данные, которые системный блок 410 управления осветительным устройством может сконфигурировать, чтобы встроить, по меньшей мере, в некоторые из световых пучков, созданных источниками света осветительных устройств в системе 400 освещения. Данные могут отображать, например, идентификацию локализации системы 400 освещения, осветительного устройства 420, и/или его источников 422 и 424 света, их возможности и текущие световые параметры настройки, или другой тип информации, которая может быть отнесена к системе 400 освещения, альтернативно, или дополнительно, данные, которые предназначены для встраивания в световые пучки, могут быть предварительно сохранены в пределах системы 400 освещения, например, сохранены в системном блоке 410 управления осветительным устройством, и/или получены из источников, отличных от источника 460 данных, например, из контроллера 430.

Системный блок 410 управления осветительным устройством затем конфигурируется для внедрения данных, по меньшей мере, в некоторые световые пучки, созданные источниками света, модулируя сигналы драйвера, подаваемые на эти источники света. Различные способы для внедрения данных в световой выход источников света известны специалистам в данной области техники и поэтому не рассматриваются здесь подробно.

На Фиг. 5 показано распределение света примерного осветительного устройства с расщепленным пучком в офисе с открытой планировкой, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения. Осветительное устройство с расщепленным пучком может, например, быть описанным выше осветительным устройством 420, который может быть одним из осветительных устройств 320, показанных на Фиг. 3, хотя офис может быть структурой 300. Используемый здесь термин "офис с открытой планировкой" относится к пространству, которое является относительно широко открытым, где осветительное устройство можно рассматривать как установленное так, что нет никаких стен или высоких шкафов в его окружении, как это может быть в "офисе с ячейками" (то есть, пространство офиса, разделенное на кабины) или в относительно узком коридоре.

Горизонтальная ось на Фиг. 5 показывает положение в метрах, где блоки 520 иллюстрируют осветительные устройства, например осветительные устройства 320, показанные на Фиг. 3, где каждый из осветительных устройств 520 может быть описанным выше осветительным устройством 420. Вертикальная ось на Фиг. 5 показывает детектированные световые пучки (уровень в люксах) в логарифмическом масштабе.

На Фиг. 5, только третье осветительное устройство слева из всех осветительных устройств 520 испускает свет. Полагая, что испускающее свет осветительное устройство является осветительным устройством 420, это означает, что источник 422 света создает рабочий пучок, и источник 424 света создает окружающий пучок.

Кривые 502 и 504 иллюстрируют уровни сигнала рабочего пучка и окружающего пучка, соответственно, детектируемые датчиком освещенности на высоте рабочей плоскости, где датчик освещается прямым и/или отраженным вперед рабочим и окружающим пучками, созданными источниками 422 и 424 света, соответственно. Как ясно видно из сравнения кривых 502 и 504, рабочий пучок (кривая 502), более локализован, чем окружающий пучок (кривая 504).

Кривые 512 и 514 показывают уровень сигнала отраженного назад рабочего и окружающего пучков, детектируемые датчиком освещенности в потолке, таким как датчик 426, включенный в испускающее свет осветительное устройство. Различие между отраженными назад сигналами рабочего и окружающего пучков, показанными кривыми 512 и 514, не столь значительно, как для кривых 502 и 504, где прямое освещение имеет доминирующий вклад, но все же имеется ясное различие в уровне сигналов, детектированных отраженных назад рабочего и окружающего пучков, измеряемых датчиком, включенным в испускающее свет осветительное устройство.

Фиг. 6 и Фиг. 7 показывают сравнение распределений света (уровни освещенности, нормированные к световому выходу источника) примерного осветительного устройства с расщепленным пучком, помещенного в различные структуры, содержащие офис с открытой планировкой, офис с ячейками, и коридор, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения. И снова, осветительное устройство с расщепленным пучком может, например, быть описанным выше осветительным устройством 420, которое может быть одним из осветительных устройств 320, показанных на Фиг. 3, тогда как каждая из различных структур может быть структурой 300. Для получения распределений света на Фиг. 6 и 7, рассматриваемый офис с открытой планировкой, был просторным открытым офисом с осветительным устройством, установленным в центр так, чтобы по существу не было объектов в области, окружающей осветительное устройство, офис с ячейками был 3,6×5,4 метров (м) офисом с ячейками, и коридор был коридором с шириной 2 м. Офис с открытой планировкой, офис с ячейками, и коридор отличаются при наличии стен, которые могут быть в окружении испускающего свет осветительного устройства, от офиса с открытой планировкой, имеющего минимальное количество, если таковые вообще имеются, объектов, например, стен в окружении осветительного устройства, от офиса с ячейками, имеющего больше объектов (стен) в окружении осветительного устройства, и от коридора, имеющего максимальное количество объектов (стен) в окружении осветительного устройства.

На Фиг. 6 и 7, каждая из кривых 612 и 712 отображает распределение света рабочего пучка, созданного источником 422 света в офисе с открытой планировкой, каждая из кривых 614 и 714 отображает распределение света окружающего пучка, созданного источником 424 света в офисе с открытой планировкой, каждая из кривых 622 и 722 отображает распределение света рабочего пучка, созданного источником 422 света в офисе с ячейками, каждая из кривых 624 и 724 отображает распределение света окружающего пучка, созданного источником 424 света в офисе с ячейками, каждая из кривых 632 и 732 отображает распределение света рабочего пучка, созданного источником 422 света в коридоре, и каждая из кривых 634 и 734 отображает распределение света окружающего пучка, созданного источником 424 света в коридоре. На Фиг. 6 показано распределение света, измеряемое датчиком, детектирующим прямой и/или отраженный вперед световые пучки, например, датчиком, помещенным на полу или в области рабочей плоскости структуры, тогда как на Фиг. 7 показано распределение света, детектируемое датчиком, детектирующим отраженные назад световые пучки, например, датчиком, интегрированным в потолок структуры.

На Фиг. 6 и на Фиг. 7 горизонтальная ось показывает положение в плоскости измерения (то есть или плоскость измерения пол/рабочая плоскость, или плоскость потолка) датчика, детектирующего световой выход, измеренный в миллиметрах (мм), тогда как вертикальная ось показывает детектированную освещенность световыми пучками (измеренную в люксах) нормированными относительно светового выхода световых пучков, созданных соответствующим источником света, измеренного в люменах (лм). Для обоих чертежей, испускающее свет осветительное устройство 420 расположено в позиции 1200 мм. Поэтому, на обоих чертежах, позиция 1200 мм является также позицией, где детектированные уровни сигнала освещенности являются наибольшими. Это означает что, когда датчик 426 включен в пределы, или по существу находится вблизи испускающего свет осветительного устройства 420 (то есть, он детектирует отраженные назад сигналы, Фиг. 7) в позиции 1200 мм, такой датчик детектирует наибольшие значения сигналов, создаваемых осветительным устройством 420, значения, которые могли быть получены при пересечении каждой из кривых 712, 714, 722, 724, 732, и 734 с вертикальной пунктирной линией 701, указывающей позицию 1200 мм.

Поскольку показанное на Фиг. 6 распределение, главным образом, определяется прямым освещением, эффект стен очень мал, что можно видеть из анализа кривых 612, 614, 622, 624, 632, и 634. Таким образом, Фиг. 6 иллюстрирует, что наличие стены не просто вычесть из прямого/отраженного вперед профиля освещения. И напротив, когда световой датчик интегрирован в осветительное устройство, то есть, он детектирует отраженный назад свет на уровне осветительного устройства, два эффекта, вызванные наличием стены, могут быть наблюдены в распределении света, детектированном таким датчиком, как показано на Фиг. 7. И снова, для датчика, интегрированного в пределах испускающего свет осветительного устройства, необходимо рассматривать значения освещенности при пересечении каждой из кривых 712, 714, 722, 724, 732, и 734 с вертикальной пунктирной линией 701 на Фиг. 7.

Первый эффект, который можно наблюдать из анализа распределений света на Фиг. 7 - это то, что уровень сигнала отраженного назад пучка (для обоих, рабочего и окружающего пучков) увеличивается, когда больше объектов помещается в окружение осветительного устройства. Для рабочего пучка это можно видеть из сравнения кривых 712, 722, и 732. Как показано на Фиг. 7, уровень сигнала отраженного назад рабочего пучка в коридоре (то есть, в ситуации с "максимальным числом объектов"), показанный кривой 732, больше, чем уровень сигнала отраженного назад рабочего пучка в офисе с ячейками (то есть, в ситуации с "меньшим числом объектов, чем в коридоре"), показанный кривой 722, который, в свою очередь, больше, чем уровень сигнала отраженного назад рабочего пучка в офисе с открытой планировкой (то есть, в ситуации "отсутствия объектов"), показанный кривой 712. Этот эффект сам по себе может быть использован для получения информации относительно наличия объектов в окружении осветительного устройства. Однако это следует делать с осторожностью, поскольку уровень сигнала сам по себе может быть не очень надежным знаком, поскольку на этот уровень сигнала может влиять много факторов, например, расцветка стены, покрытие пола, мебель и т.д.

Однако второй эффект может быть использован как относительно надежный знак наличия стены или, по меньшей мере, очень большого вертикального объекта. Второй эффект, вызванный наличием стен - это то, что относительные уровни отраженного назад рабочего светового пучка и отраженного назад окружающего света изменяют порядок. Как показано на Фиг. 7, в офисе с открытой планировкой без стен в окружении испускающего свет осветительного устройства, уровень сигнала отраженного назад рабочего пучка (кривая 712) больше, чем уровень сигнала отраженного назад окружающего пучка (кривая 714). Это соотношение изменяется на противоположное, когда имеются стены в окружении осветительного устройства, как можно видеть для офиса с ячейками и кривых для коридора на Фиг. 7. Как показано на Фиг. 7, в офисе с ячейками с некоторыми стенами или другими объектами в окружении испускающего свет осветительного устройства, уровень сигнала отраженного назад окружающего пучка (кривая 724) становится больше, чем уровень сигнала отраженного назад рабочего пучка (кривая 722). В коридоре с даже большим количеством стен или другими большими вертикальными объектами в окружении испускающего свет осветительного устройства, этот эффект еще более проявляется. Как и для офиса с ячейками, уровень сигнала отраженного назад окружающего пучка в коридоре (кривая 734) также больше, чем уровень сигнала отраженного назад рабочего пучка (кривая 732), с различием между уровнями сигнала отраженного назад окружающего и рабочего пучков, которые больше для коридора (то есть различие между кривыми 734 и 732), чем для офиса с ячейками (то есть различие между кривыми 724 и 722). Эффект того, что уровень сигнала отраженного назад окружающего пучка становится больше, чем уровень сигнала отраженного назад рабочего пучка, можно объяснить тем, что вследствие наличия стены отражение назад окружающего света сильнее, чем таковое для рабочего света, тогда как на открытом пространстве отражение назад рабочего света сильнее.

Как видно из вышесказанного, второй эффект может быть использован для определения наличия объектов, в частности, относительно больших вертикальных объектов в окружении испускающего свет осветительного устройства. С этой целью, возвращаясь к показанному на Фиг. 4 осветительному устройству 420, датчик 426 может детектировать отраженные назад пучки рабочего и окружающего пучков, созданных источниками 422 и 424 света, соответственно, и предоставить значения детектированных уровней сигнала или их производных на контроллер 430, возможно после некоторой обработки в процессоре датчика 426.

Имеются различные варианты того, как датчик 426 может быть сконфигурирован, чтобы различать отраженный назад рабочий пучок и отраженный назад окружающий пучок, созданные осветительным устройством 420. В предпочтительном варианте осуществления, датчик 426 может быть сконфигурирован так, чтобы сделать такое различение основанным на идентификации источника света, закодированного в каждом рабочем пучке и окружающем пучке, как описано выше. Однако, имеется много других вариантов для датчика 426, чтобы сделать такое различение, которое может быть известно специалисту в данной области техники и, поэтому, они предполагаются находящимися в пределах объема притязаний настоящего изобретения. Например, датчик 426 может различать отраженный назад рабочий и окружающий пучки, поскольку рабочий и окружающий пучки представляют собой пучки различных спектральных составов. Дополнительно, или альтернативно, источники 422 и 424 света могут быть сконфигурированы для испускания их соответствующих пучков последовательно (то есть, не в одно и то же время), и датчик 426 может быть синхронизирован с таким испусканием так, чтобы датчик 426 имел возможность различать детектированные отраженные назад сигналы.

Контроллер 430 включает в себя, по меньшей мере, интерфейс для приема данных от датчика 426, а также, при необходимости, от других объектов, например от генератора 450 сигнала драйвера, процессора для обработки данных и, возможно, из устройства памяти для сохранения данных (интерфейс, процессор, и дополнительная память контроллера 430 не показаны на Фиг. 4). Контроллер 430 может обрабатывать значения, принятые от датчика 426 дополнительно, например, нормировкой уровней сигналов, измеренных датчиком 426, относительно светового выхода, или некоторой информации, показательной для светового выхода, например параметров настройки драйвера, пучков, созданных источниками света осветительного устройства 420, В одном варианте осуществления, контроллер 430 может получить информацию, показательную для светового выхода пучков, созданных каждым из источников 422 и 424 света, поскольку эта информация, например, закодирована в световых пучках, произведенных источниками света. В другом варианте осуществления, информация относительно светового выхода может быть предоставлена на контроллер 430 блоком 410 управления осветительным устройством, или может быть предварительно запрограммирована в контроллере 430. Альтернативно, контроллеру 430, выполняющему обработку данных, измеренных датчиком 426, такая обработка также может быть подобным образом выполнена в пределах датчика 426, если датчик 426 снабжен некоторым процессором, которыми датчики обычно снабжаются. Конечно, информация, показательная для детектированных уровней сигнала может быть также обработана и в датчике 426, и в контроллере 430.

Процессорный блок контроллера 430 может при этом быть выполнен с возможностью определения, имеются ли объекты в области, окружающей осветительное устройство 420, на основании сравнения информации, показательной для уровней сигнала детектированных отраженных назад рабочего и окружающего пучков. Процессорный блок контроллера 430 может быть выполнен с возможностью установления того, что один или несколько объектов имеются в окружении осветительного устройства 420, если уровень сигнала (или его производная) детектированного отраженного назад окружающего пучка больше, чем уровень сигнала детектированного отраженного назад рабочего пучка и, если это не так, то для установления того, что такие объекты отсутствуют.

Как предварительно здесь рассмотрено, уровни оптимального затемнения источников света осветительного устройства с расщепленным пучком зависят строго от типа пространства, которое должно быть освещено, или, иначе говоря, от наличия объектов в области, окружающей осветительное устройство. В обычном маленьком офисе с ячейками, необходимые уровни затемнения обычно приблизительно на 20% выше, чем в офисе с открытым пространством, чтобы гарантировать уровень рабочего освещения, по меньшей мере, в 500 люксов. По меньшей мере, частично, это вызвано поглощением света в стенах маленького офиса, где для стен типичное поглощение предполагается как 50%. Однако в больших офисах этими потерями можно пренебречь. Кроме того, относительные уровни затемнения рабочего и окружающего пучков осветительного устройства могут также быть различными в офисе с ячейками в зависимости от необходимого светового эффекта. Для улучшенного сохранения энергии, может оказаться предпочтительным сократить окружающий пучок относительно рабочего пучка так, что световые потери в стене могут быть уменьшены. Однако, для улучшенного визуального комфорта окружающий световой пучок у стен может быть увеличен относительно рабочего света, поскольку восприятие уровня света в комнате определяется вертикальной освещенностью стен и шкафов, а не горизонтальной освещенностью рабочих областей. В любом случае, уровни затемнения осветительного устройства с расщепленным пучком, расположенного близко к стене, должны предпочтительно отличаться от уровней затемнения того же самого осветительного устройства в середине большого офиса. Поэтому контроллер 430 может при этом быть выполнен с возможностью предоставления команды на блок 410 управления осветительным устройством для регулировки уровня(ей) затемнения первого и/или второго источников света осветительного устройства 420 в соответствии с определением того, действительно ли объекты имеются в области, окружающей осветительное устройство 420. Например, когда контроллер 430 определяет, что объекты имеются в области окружающей осветительное устройство 420, уровни затемнения рабочего и окружающего пучков могут быть отрегулированы до "режима стены", как описано выше.

В варианте осуществления, в дополнение, или вместо того, для возможности определения наличия объекта в окружении осветительного устройства 420, детектируя отраженные назад рабочий и окружающий пучки, созданные осветительным устройством 420, датчик 426 может быть использован для оценки расстояния от осветительного устройства 420 до другого осветительного устройства в пределах системы 400 освещения, например, до второго осветительного устройства 440.

Как описано выше, второе осветительное устройство 440 включает в себя, по меньшей мере, первый источник 442 света и второй источник 444 света, сконфигурированные для испускания рабочего и окружающего световых пучков, соответственно, подобно описанным выше источникам 422 и 424 света. Датчик 426 первого осветительного устройства 420 может при этом быть выполнен с возможностью детектирования отраженных назад рабочего и окружающего пучков, созданных источниками света второго осветительного устройства 440. С этой целью, датчик 426 может быть выполнен с возможностью различения детектированных отраженных назад рабочего и окружающего пучков второго осветительного устройства 440 одной из методик, описанных выше для того, чтобы различать различные пучки первого осветительного устройства 420. И снова, в предпочтительном варианте осуществления, различение может быть выполнено на основании уникальных идентифицирующих кодов, включенных в рабочий и окружающий световые пучки, созданные вторым осветительным устройством 440.

Датчик 426 при этом может предоставить детектированные значения на контроллер 430, возможно с некоторой обработкой значений, как описано выше для сигналов, детектированных от осветительного устройства 420, которое может сравнить информацию, показательную для уровней сигнала детектированного отраженного назад рабочего и окружающего пучков второго осветительного устройства, чтобы оценить расстояние от датчика 426 до второго осветительного устройства 440. Когда датчик 426 включен в пределы, или по существу находится вблизи осветительного устройства 420, оцененное расстояние также может быть расстоянием между осветительными устройствами 420 и 440.

Для понимания того, как лучше оценить расстояние таким образом, можно снова рассмотреть Фиг. 7. Как описано выше, горизонтальная ось на Фиг. 7 показывает позицию датчика, измеряющего сигналы, и для определения наличия в окружении осветительного устройства, рассматривались значения освещенности, детектированные вдоль пунктирной линии 701. Теперь, полагая, что испускающий свет осветительное устройство, осветительное устройство 440, еще находится в позиции 1200 мм на Фиг. 7, датчик, расположенный, например, в позиции 1200 мм, будет детектировать значения вдоль пунктирной линии 702. Как можно видеть из сравнения значений шести кривых, показанных на Фиг. 7 для различных позиций датчика в плоскости измерения, в частности, из сравнения значений вдоль линии 701 и значений вдоль линии 702, различие между детектированными отраженными назад рабочим и окружающим пучками испускающего свет осветительного устройства уменьшается, когда датчик устанавливается дальше, и еще дальше, от испускающего свет осветительного устройства. Этот эффект может быть использован для определения расстояния от осветительного устройства, в котором датчик выполняет измерения отраженных назад рабочего и окружающего пучков другого осветительного устройства, до другого осветительного устройства, который фактически создает рабочий и окружающий измеряемые пучки.

На Фиг. 8 показано отношение уровней сигнала отраженного назад окружающего пучка и рабочего пучка в зависимости от расстояния для офиса с открытой планировкой. Как показано кривой 801 на Фиг. 8, отношение является наименьшим в местоположении испускающего свет осветительного устройства (то есть, в позиции 1200 мм) и затем увеличивается с расстоянием. Вследствие этого, контроллер 430 может быть, например, сконфигурирован с заданным значением отсечки для отношения, когда осветительное устройство, содержащее датчик, который детектирует отраженные назад сигналы от другого осветительного устройства, можно рассматривать как наиболее близкий соседний с другим осветительным устройством. Например, на основании измерений отраженных назад сигналов, выполненных датчиком 426 первого осветительного устройства 420, контроллер 430 может быть выполнен с возможностью определения отношения и, затем, индикации того, что второе осветительное устройство 440 является ближайшим соседом осветительного устройства 420, если определенное отношение меньше, чем 1,1, предпочтительно меньше, чем 1,0, и наиболее предпочтительно меньше, чем 0,8. Если отношение было больше, чем это заданное значение, второе осветительное устройство 440 может рассматриваться как осветительное устройство на большом расстоянии относительно осветительного устройства 420.

Альтернативно или дополнительно, контроллер 430 может быть предоставлен с таблицей соответствий, содержащей различные значения отношения и соответствующие расстояния между осветительными устройствами, и выполнен с возможностью определения расстояния на основании сравнения нормированных уровней сигнала отраженных назад рабочего и окружающего пучков второго осветительного устройства (то есть, для определения отношения) и затем для отыскания значения расстояния, соответствующего этому отношению.

В варианте осуществления, в дополнение к определению расстояния до второго осветительного устройства на основании сравнения нормированных уровней сигнала отраженных назад рабочего и окружающего пучков второго осветительного устройства, контроллер 430 может иметь доступ к дополнительной информации, которая может быть использована для определения точности определенного расстояния, для коррекции определенного расстояния, и/или для дополнительного определения расстояния. Например, датчик 446 второго осветительного устройства 440 может быть выполнен с возможностью детектирования относительных уровней сигнала отраженных назад сигналов рабочего и окружающего пучков, созданных вторым осветительным устройством 440 (то есть, значения в позиции 1200 на Фиг. 7), и затем детектированные относительные уровни сигнала могут быть закодированы в световых пучках, созданных осветительным устройством 440, или предоставлены на контроллер 430 некоторым другим образом. Контроллер 430 может при этом быть выполнен с возможностью сравнения относительных уровней сигнала окружающего пучков и рабочего пучков второго осветительного устройства 440, детектируемых датчиком 426 первого осветительного устройства 420, с локальными уровнями сигнала в испускающем источнике (то есть, значений, предоставленных из измерений для осветительного устройства 440) для получения информации, показательной для снижения уровня сигнала световых пучков, созданных вторым осветительным устройством. Контроллер 430 может при этом использовать полученную информацию относительно снижения уровня сигнала для дополнительного определения расстояния между первым осветительным устройством 420 и вторым осветительным устройством 440, или для проверки и/или коррекции расстояния, определенного на основании сравнения отраженных назад рабочего и окружающего пучков второго осветительного устройства, детектируемых датчиком первого осветительного устройства. Таким образом, контроллер 430 может иметь три вводимых информации для определения расстояния до второго испускающего свет осветительного устройства: отношение отраженных назад рабочего и окружающего сигналов, детектируемых датчиком в первом осветительном устройстве, снижение отраженного назад рабочего сигнала от значения, детектированного датчиком во втором осветительном устройстве, до значения, детектированного датчиком в первом осветительном устройстве, и снижение отраженного назад окружающего сигнала от значения, детектированного датчиком во втором осветительном устройстве, до значения, детектированного датчиком в первом осветительном устройстве.

На Фиг. 9 показано отношение уровней сигнала отраженных назад окружающего пучка и рабочего пучка в зависимости от расстояния для офиса с ячейками. По сравнению с кривой 801 на Фиг. 8, как показано кривой 901 на Фиг. 9, в офисе с ячейками отношение остается примерно тем же самым и предоставляет меньше информации о расстоянии. Но, поскольку рассматриваемый офис с ячейками, так или иначе, мал, то нет необходимости в оценке расстояния, поскольку в таком малом офисе все осветительные устройства можно рассматривать как наиболее близкие соседи.

Исходя из оцениваемого расстояния между осветительными устройствами, контроллер 430 может при этом быть выполнен с возможностью предоставления команды на блок 410 управления осветительным устройством для регулировки уровня(ей) затемнения первого и/или второго источников света осветительного устройства 420 и/или осветительного устройства 440, в зависимости от расстояния между этими осветительными устройствами. В результате осветительные устройства, близкие к осветительному устройству рабочего освещения, то есть близкие к сидящему человеку, могут быть установлены, например, до значения в 300 люксов окружающего света, тогда как осветительные устройства, далекие от этого человека могут быть установлены даже на более низкий световой уровень, например, 100 люксов.

Регулировка уровней затемнения осветительных устройств на основании расстояния между ними позволяет сохранить дополнительную энергию в системе 400 освещения, избегая чрезмерного превышения. Когда все осветительные устройства находятся в режиме рабочего освещения, общий световой уровень выше, чем 500 люксов, поскольку это необходимо для гарантии уровня рабочего освещения в 500 люксов ниже изолированного рабочего осветительного устройства, когда все другие осветительные устройства находятся в режиме окружающего освещения. Превышение приблизительно на 10-20%, поэтому, необходимо для компенсации сниженного светового уровня в рабочей области затененными соседними осветительными устройствами. Когда достаточное число соседних осветительных устройств находится в режиме рабочего освещения, превышение не необходимо, и осветительное устройство рабочего освещения может быть затенено на 10-20%. Это может быть обнаружено подсчетом числа сигналов рабочего освещения и оценкой их расстояния способом, описанным выше для создания зон.

Хотя контроллер 430 показан на Фиг. 4 как блок, отдельный от блока 410 управления осветительным устройством и осветительного устройства 420, в других вариантах осуществления, функциональные возможности контроллера 430 и блока 410 управления осветительным устройством могут быть объединены в единственном блоке или, наоборот, распределены по большему числу контроллеров. Кроме того, блок 410 управления осветительным устройством и/или контроллер 430 могут быть включены в пределы осветительного устройства 420.

Вариант осуществления, где и блок 410 управления осветительным устройством, и контроллер 430 включены в пределы осветительного устройства 420 (или как сигнальный контроллер, или как множественные блоки) может быть, в частности, предпочтительным, поскольку при этом осветительное устройство 420 может быть обособленным осветительным устройством, которое может автоматически приспособить его уровни затемнения к наличию стен и/или расстоянию до других осветительных устройств в системе освещения. Система 400 освещения может при этом содержать множество таких обособленных осветительных устройств, каждый из которых имеет возможность автоматически адаптировать уровни их затемнения.

Однако если контроллер 430 не включен в пределы осветительного устройства 420, то осветительное устройство 420 может включать в себя интерфейс (не показан на Фиг. 4), сконфигурированный, по меньшей мере, для предоставления на контроллер 430, от датчика 426, информации, показательной для уровней сигнала детектированного отраженных назад рабочего и окружающего световых пучков. В таком варианте осуществления, предпочтительно, блок 410 управления осветительным устройством для управления осветительным устройством 420 может быть включен в пределы осветительного устройства. При этом осветительное устройство 420 может принимать от контроллера 430, через интерфейс, информацию о наличии, показательную для того, действительно ли объекты имеются в области, окружающей осветительное устройство, и/или информацию относительно расстояния до других осветительных устройств, и блок 410 управления осветительным устройством при этом может регулировать уровни затемнения рабочего и/или окружающего световых пучков осветительного устройства 420 в соответствии с этой информацией. Таким образом, осветительное устройство 420 может иметь возможность конфигурировать себя на основании, по меньшей мере, частично, на том, действительно ли объекты имеются в окружении осветительного устройства и/или на основании наличия и/или расстояния до соседних осветительных устройств, как определено контроллером 430.

В последнем варианте осуществления, каждое осветительное устройство с расщепленным пучком в пределах системы 400 освещения может включать в себя соответственный контроллер, например, контроллер 430, причем контроллер может предоставлять команды относительно уровней затемнения этого осветительного устройства на основании информации, определенной контроллером для этого конкретного осветительного устройства (например, о наличии объектов в окружении этого осветительного устройства или о наличии и/или о расстоянии до соседнего осветительного устройства от этого конкретного осветительного устройства). Альтернативно, может быть общий системный контроллер 430, который накапливает и анализирует данные для множественных осветительных устройств в системе 400 освещения, и затем предоставляет команды относительно уровней затемнения отдельных осветительных устройств на основании информации о наличии и/или информации о расстоянии, определенной для различных осветительных устройств. Таким образом, может быть осуществлено централизованное управление осветительными устройствами, которое может дать возможность принятия наилучших решений относительно уровней затемнения отдельных осветительных устройств в форме, например, сниженного потребления энергии. Кроме того, комбинация центрального управления для некоторых осветительных устройств и локального управления для других осветительных устройств также может быть возможна и это находится в пределах объема притязаний изобретения.

Системный контроллер 430 последнего варианта реализации может быть дополнительно выполнен с возможностью получения данных о конфигурации уровней освещения структуры 300, например, для общих областей, стенных областей, и/или настольных областей, и для управления первым и вторым источниками света, по меньшей мере, некоторых из осветительных устройств 320 так, что полная картина освещения, произведенная множеством осветительных устройств 320, соответствует конфигурации уровней освещения для структуры 300. Конфигурация уровней освещения для структуры 300 может быть отрегулирована в соответствии с заданной фиксированной картиной освещения, или может зависеть, например, от информации относительно наличия объектов в окружении(-ях) одного или нескольких осветительных устройств и/или от расстояния между осветительными устройствами. Конфигурация уровней освещения для структуры 300 может включать в себя не только уровни освещения для различных областей структуры, но может также относиться к конкретно выбранной цветовой температуре, например, в пределах одной или множества областей структуры. Динамическая регулировка, таким образом, возможна и позволяет усовершенствования относительно потребления энергии для структуры 300. Кроме того, датчики могут быть предоставлены или интегрированными или отдельными и возможно присоединяемыми к одному или нескольким осветительным устройствам 320. Такие датчики могут включать в себя, например, детектирование дневного света, и системный контроллер 430 может быть сконфигурирован так, чтобы также учитывать такую информацию, динамически регулируя уровни освещения, локально и в пределах всей структуры 300.

Кроме того, в варианте осуществления, осветительные устройства системы 400 освещения предпочтительно также сконфигурированы для взаимодействия беспроводным образом с другими осветительными устройствами в системе освещения и с людьми в комнате (через дистанционное управление 330, например). Это может быть осуществлено кодированием информации в световые пучки, созданные рабочим и окружающим источниками света. Например, различные коды, включенные в световые пучки, могут быть использованы для передачи различных состояний (окружающее/рабочее освещение) на соседние осветительные устройства в системе 400 освещения так, что они могут реагировать соответственно, и/или оцененное расстояние между осветительными устройствами, определенное сигналами, принятыми в одном осветительном устройстве, может быть передано на другие осветительные устройства и/или некоторому центральному блоку управления системы 400 освещения.

Один вариант осуществления изобретения может быть осуществлен как программный продукт для использования с компьютерной системой. Программа(-ы) программного продукта определяет функции вариантов реализации (включая описанные здесь способы) и может содержаться на различных, предпочтительно не временных, машиночитаемых носителях данных. Примерные считываемые компьютером носители данных включают в себя, но без ограничений: (i) не перезаписываемые носители данных (например, устройства постоянного запоминающего устройства в пределах компьютера, например, диски CD-ROM, считываемые дисководом для компакт-дисков, флэш-память, микросхемы ROM или любого типа твердотельная полупроводниковая энергонезависимая память), на которых постоянно сохраняется информация; и (ii) перезаписываемые носители данных (например, гибкие диски с дисководом или дисковод для жёстких дисков или любого типа твердотельная полупроводниковая память прямого доступа), на которых сохраняется изменяемая информация.

Хотя изобретение было описано в связи с конкретными примерными вариантами осуществления, многие различные изменения, модификации и т.п. будут очевидны для специалистов в данной области техники. Вариации к раскрытым вариантам реализации могут быть поняты и реализованы специалистами в данной области техники при осуществлении заявленного изобретения при изучении чертежей, раскрытия и приложенной формулы. Кроме того, в формуле выражение "содержащий" не исключает других элементов или этапов и выражения в единственном числе не исключают множества.

Изобретение относится к области систем освещения и, более конкретно, к способу и системе для определения наличия объекта в области, окружающей осветительное устройство с расщепленным световым пучком. Техническим результатом является снижение потребления энергии системами освещения. Результат достигается тем, что осветительное устройство (200) включает в себя первый источник (203) света, второй источник (205) света и датчик (216). Первый источник (203) света выполнен с возможностью испускания первого светового пучка (204), приспособленного для освещения первой заданной области. Второй источник (205) света выполнен с возможностью испускания второго светового пучка (206), приспособленного для освещения фоновой области, окружающей первую заданную область. Датчик (216) выполнен с возможностью детектирования отраженного назад первого светового пучка (210) и отраженного назад второго светового пучка (212). Способ включает в себя определение того, присутствуют ли объекты в области (207), окружающей осветительное устройство (200), на основании сравнения информации, указывающей на уровень сигнала детектированного отраженного назад первого светового пучка (210), и информации, указывающей на уровень сигнала детектированного отраженного назад второго светового пучка (212). 6 н. и 9 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Способ для того, чтобы, по меньшей мере, определять наличие одного или более объектов в области, окружающей первое осветительное устройство, причем первое осветительное устройство содержит первый источник света, второй источник света и датчик, причем

первый источник света выполнен с возможностью испускания первого светового пучка, приспособленного для освещения первой заданной области,

второй источник света выполнен с возможностью испускания второго светового пучка, приспособленного для освещения фоновой области, окружающей первую заданную область, и

датчик выполнен с возможностью детектирования, по меньшей мере, отраженного назад первого светового пучка и отраженного назад второго светового пучка,

причем способ содержит:

определение того, присутствуют ли один или более объектов в области, окружающей осветительное устройство, на основании сравнения информации, указывающей на уровень сигнала детектированного отраженного назад первого светового пучка, и информации, указывающей на уровень сигнала детектированного отраженного назад второго светового пучка.

2. Способ по п.1, причем этап сравнения содержит определение того, больше ли уровень сигнала детектированного отраженного назад второго светового пучка, нормированного к световому выходу второго источника света, чем уровень сигнала детектированного отраженного назад первого светового пучка, нормированного к световому выходу первого источника света, и причем:

один или более объектов определяются как присутствующие в области, окружающей осветительное устройство, когда уровень нормированного сигнала детектированного отраженного назад второго светового пучка определяется как больший, чем уровень нормированного сигнала детектированного отраженного назад первого светового пучка,

один или более объектов определяются как не присутствующие в области, окружающей осветительное устройство, когда уровень нормированного сигнала детектированного отраженного назад первого светового пучка определяется как больший, чем уровень нормированного сигнала детектированного отраженного назад второго светового пучка.

3. Способ по п.1 или 2, дополнительно содержащий предоставление команды для регулировки уровня затемнения первого источника света и/или уровня затемнения второго источника света на основании, по меньшей мере частично, определения того, присутствуют ли один или более объектов в области, окружающей осветительное устройство.

4. Способ по п.1 или 2, причем

первый световой пучок содержит первые закодированные в нем данные, причем первые данные содержат, по меньшей мере, идентификацию первого источника света и, при необходимости, информацию, указывающую на световой выход первого источника света, и

второй световой пучок содержит вторые закодированные в нем данные, причем вторые данные содержат, по меньшей мере, идентификацию второго источника света и, при необходимости, информацию, указывающую на световой выход второго источника света.

5. Способ по п.1 или 2, дополнительно содержащий оценку расстояния от первого осветительного устройства до второго осветительного устройства, причем второе осветительное устройство содержит, по меньшей мере, третий источник света и четвертый источник света, причем

третий источник света выполнен с возможностью испускания третьего светового пучка, приспособленного для освещения второй заданной области,

четвертый источник света выполнен с возможностью испускания четвертого светового пучка, приспособленного для освещения фоновой области, окружающей вторую заданную область, и

датчик первого осветительного устройства выполнен с возможностью дополнительного детектирования отраженного назад третьего светового пучка и отраженного назад четвертого светового пучка,

причем способ содержит:

оценку расстояния от первого осветительного устройства до второго осветительного устройства на основании, по меньшей мере частично, сравнения информации, указывающей на уровень сигнала детектированного отраженного назад третьего светового пучка, и информации, указывающей на уровень сигнала детектированного отраженного назад четвертого светового пучка.

6. Способ по п.1 или 2, дополнительно содержащий

определение информации, указывающей на уровень сигнала детектированного отраженного назад третьего светового пучка, посредством нормировки уровня сигнала детектированного отраженного назад третьего светового пучка к световому выходу третьего источника света и

определение информации, указывающей на уровень сигнала детектированного отраженного назад четвертого светового пучка, посредством нормировки уровня сигнала детектированного отраженного назад четвертого светового пучка к световому выходу четвертого источника света.

7. Способ по п.6, причем информация, указывающая на световой выход третьего источника света, закодирована в третьем световом пучке, и информация, указывающая на световой выход четвертого источника света, закодирована в четвертом световом пучке.

8. Способ по п.5, дополнительно содержащий:

предоставление команды для регулировки уровня затемнения первого источника света и/или уровня затемнения второго источника света на основании, по меньшей мере частично, предполагаемого расстояния от первого осветительного устройства до второго осветительного устройства.

9. Контроллер, выполненный с возможностью выполнения способа по любому из пп.1-8, причем контроллер содержит, по меньшей мере:

средство для приема от датчика информации, указывающей на уровень сигнала детектированного отраженного назад первого светового пучка;

средство для приема от датчика информации, указывающей на уровень сигнала детектированного отраженного назад второго светового пучка; и

средство для определения того, присутствует ли один или более объектов в области, окружающей осветительное устройство, на основании сравнения информации, указывающей на уровень сигнала детектированного отраженного назад первого светового пучка, и информации, указывающей на уровень сигнала детектированного отраженного назад второго светового пучка.

10. Осветительное устройство, содержащее:

первый источник света, выполненный с возможностью испускания первого светового пучка, приспособленного для освещения первой заданной области;

второй источник света, выполненный с возможностью испускания второго светового пучка, приспособленного для освещения фоновой области, окружающей первую заданную область;

датчик, выполненный с возможностью детектирования, по меньшей мере, отраженного назад первого светового пучка и отраженного назад второго светового пучка; и

контроллер, выполненный с возможностью определения того, присутствует ли один или более объектов в области, окружающей осветительное устройство, на основании сравнения информации, указывающей на уровень сигнала детектированного отраженного назад первого светового пучка, и информации, указывающей на уровень сигнала детектированного отраженного назад второго светового пучка.

11. Осветительное устройство по п.10, в котором контроллер дополнительно выполнен с возможностью выполнения способа в соответствии с одним или несколькими из пп.2-8.

12. Осветительное устройство для использования в способе по любому из пп.1-8 и/или с контроллером по п.9, причем осветительное устройство содержит:

первый источник света, выполненный с возможностью испускания первого светового пучка, приспособленного для освещения первой заданной области;

второй источник света, выполненный с возможностью испускания второго светового пучка, приспособленного для освещения фоновой области, окружающей первую заданную область;

датчик, выполненный с возможностью детектирования, по меньшей мере, отраженного назад первого светового пучка и отраженного назад второго светового пучка;

интерфейс, выполненный с возможностью:

предоставления на контроллер информации, указывающей на уровень сигнала детектированного отраженного назад первого светового пучка,

предоставления на контроллер информации, указывающей на уровень сигнала детектированного отраженного назад второго светового пучка, и

приема от контроллера информации наличия, указывающей на то, присутствует ли один или более объектов в области, окружающей осветительное устройство, причем информация наличия основана на сравнении информации, указывающей на уровень сигнала детектированного отраженного назад первого светового пучка, и информации, указывающей на уровень сигнала детектированного отраженного назад второго светового пучка; и

блок управления осветительным устройством, выполненный с возможностью регулировки уровня затемнения первого светового пучка и/или уровня затемнения второго светового пучка на основании, по меньшей мере частично, полученной информации наличия.

13. Осветительное устройство по п.12, причем уровень затемнения первого светового пучка и/или уровень затемнения второго светового пучка дополнительно регулируется на основании расстояния до другого осветительного устройства.

14. Система освещения для структуры, содержащая:

блок управления системой и

множество осветительных устройств, причем каждое осветительное устройство содержит:

первый источник света, выполненный с возможностью испускания первого светового пучка, приспособленного для освещения заданной области,

второй источник света, выполненный с возможностью испускания второго светового пучка, приспособленного для освещения фоновой области, окружающей заданную область,

датчик, выполненный с возможностью детектирования, по меньшей мере, отраженного назад первого светового пучка и отраженного назад второго светового пучка, и

интерфейс, выполненный с возможностью предоставления на блок управления системой информации, указывающей на уровень сигнала детектированного отраженного назад первого светового пучка, и информации, указывающей на уровень сигнала детектированного отраженного назад второго светового пучка, причем блок управления системой выполнен с возможностью:

получения информации, указывающей на уровень сигнала детектированного отраженного назад первого светового пучка, и информации, указывающей на уровень сигнала детектированного отраженного назад второго светового пучка, по меньшей мере, для некоторых из множества осветительных устройств, и

управления первым источником освещения и/или вторым источником освещения, по меньшей мере, некоторых из множества осветительных устройств на основании, по меньшей мере частично, полученной информации.

15. Считываемый компьютером носитель данных, содержащий сохраненную на нем компьютерную программу, причем компьютерная программа содержит часть программного кода, сконфигурированную, при исполнении процессором, для выполнения этапов согласно по меньшей мере одному из пп. 1-8.