ОЦЕНКА РАССТОЯНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОСВЕТИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА С РАСЩЕПЛЕННЫМ ПУЧКОМ Российский патент 2017 года по МПК G01B11/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Варианты реализации настоящего изобретения относятся в целом к области систем освещения и более определенно - к способу и системе для оценки расстояния до осветительного устройства с расщепленным световым пучком.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Поскольку эффективность (измеренная в люменах на Ватт) и световой поток (измеренный в люменах) светоизлучающих диодов (LED) продолжает увеличиваться, и цены продолжают снижаться, LED-освещение и осветительные устройства на основе LED становятся жизнеспособными альтернативами, и они конкурентоспособны с преобладающими до сих пор обычными лампами накаливания или трубчатыми люминесцентными лампами при обеспечении освещения большой площади.

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, относительно регулирования интенсивности освещения или регулирования направления пучка.

Пример такой системы освещения раскрыт в патенте WO 2011/039690, описывающем модульное осветительное устройство 100, содержащее два светоизлучающих участка 102 и 104, как показано на фиг. 1. Эти два участка индивидуально управляются и сконфигурированы для предоставления взаимодополняющих диаграмм направленности световых пучков. Участок 102 включает в себя источники 106 света и предназначен для создания относительно узкого пучка света, освещающего необходимую узкую область. Участок 104 включает в себя источники 108 света и предназначен для создания относительно широкого пучка света, в виде крыльев летучей мыши, обеспечивающего освещение фоновой области, окружающей необходимую 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 оно позволяет выборочно затемнять осветительную арматуру, которая не находится непосредственно над выбранными необходимыми областями. Однако даже с таким улучшенным осветительным устройством всегда желательно пытаться еще больше сократить потребление энергии.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с одним объектом настоящего изобретения предоставляется способ для определения расстояния от датчика до осветительного устройства. 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 сконфигурирован для испускания первого светового пучка, предназначенного для освещения заданной области, и второй источник света сконфигурирован для испускания второго светового пучка, предназначенного для освещения фоновой области, окружающей заданную область. Датчик, который может, например, быть включен внутрь другого осветительного устройства, сконфигурирован для обнаружения отраженного назад первого светового пучка и отраженного назад второго светового пучка. Способ включает в себя определение расстояния от датчика до осветительного устройства на основании, по меньшей мере частично, сравнения информации, указывающей уровень сигнала обнаруженного отраженного назад первого светового пучка, и информации, указывающей уровень сигнала обнаруженного, 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 сконфигурирован для испускания светового пучка с относительно узкой диаграммой направленности (так называемый "рабочий пучок"), предназначенного для освещения заданной области, например 2×25-2×35 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 2×50 градусов угла отсечки для избегания того, чтобы рабочий пучок осветил область ниже соседнего осветительного устройства.

Второй источник света может быть сконфигурирован для испускания светового пучка с относительно широкой диаграммой направленности (так называемый "окружающий пучок"), предназначенного 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 2×20 градусами (чтобы иметь плавное перекрытие с рабочим пучком) и 2×60 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 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, а 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 включается внутрь 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 уровни оптимального затемнения осветительных устройств зависят от расстояния между осветительными устройствами, имеющимися в структуре, например в офисе с открытой площадью. В частности, уровни оптимального затемнения зависят от расстояния между осветительным устройством и осветительным устройством в режиме рабочего освещения, то есть осветительным устройством в местоположении, где кто-то присутствует. Поскольку работа при оптимальных уровнях затемнения позволяет снизить потребление энергии системы освещения, то оказывается желательным иметь возможность оценить расстояние между осветительными устройствами, установленными в конкретную структуру, автоматическим образом и в любой момент времени (то есть динамически). С этой целью варианты реализации настоящего изобретения дополнительно основаны на осознании того, что, когда используется осветительное устройство с расщепленным пучком, различие в отраженных назад рабочих сигналах и окружающих пучках осветительного устройства, обнаруженных датчиком, предпочтительно включенным в пределы другого осветительного устройства, зависит от расстояния от осветительного устройства до датчика (то есть до другого осветительного устройства: осветительного устройства, содержащего датчик). Конкретно отношение между уровнем сигнала обнаруженного, отраженного назад окружающего светового пучка, возможно нормированного на световой выход окружающего пучка, как описано ниже, и уровнем сигнала обнаруженного, отраженного назад рабочего светового пучка, возможно нормированного на световой выход рабочего пучка, указывает расстояние от датчика до испускающего свет осветительного устройства. В результате, сравнивая информацию, указывающую уровни сигнала для обнаруженного, отраженного назад рабочего пучка и обнаруженного, отраженного назад окружающего пучка, оказывается возможным сделать выводы относительно расстояния от датчика до осветительного устройства.

В варианте реализации этап определения расстояния от датчика до осветительного устройства содержит установление того, что осветительное устройство является соседним осветительным устройством по отношению к датчику, когда определенное отношение меньше чем 1,1, предпочтительно меньше чем 1,0, наиболее предпочтительно меньше чем 0,8, и в противоположном случае установление того, что осветительное устройство является удаленным осветительным устройством по отношению к датчику.

В варианте реализации полученная информация относительно расстояния от датчика до осветительного устройства может быть использована для снижения потребления энергии системы освещения, устанавливая уровень затемнения одного или нескольких осветительных устройств так, чтобы учесть расстояние(я) между осветительными устройствами.

Хотя варианты реализации настоящего изобретения объясняются в терминах сравнения абсолютных значений уровней сигнала обнаруженных отраженного назад рабочего и окружающего пучков (или производных из этих значений), специалист в данной области техники поймет, что иногда эти значения должны быть нормированы для получения значимого сравнения. Абсолютные значения уровней сигнала для обнаруженных 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 обнаруженный 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. Поэтому в варианте реализации информация, указывающая уровни сигнала обнаруженного, отраженного назад рабочего и окружающего пучков второго осветительного устройства, преимущественно определяется нормировкой уровня сигнала обнаруженного, отраженного назад рабочего и окружающего пучков второго осветительного устройства относительно светового выхода источников света, создающих каждый из соответствующих пучков.

В варианте реализации 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, типа 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 сконструирована 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 не известно, 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, соответствующей форме рабочих пучков, и выполнена с возможностью освещения окружающей фоновой области. Таким образом, первый и второй источники света могут быть выполнены, например, с возможностью 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 первых и вторых светоизлучающих элементов второго источника света конфигурируются для создания дополнительных диаграмм направленности пучков, конфигурируются вместе, чтобы создать диаграмму направленности светового пучка полой формы.

В варианте реализации 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, закодированные данные любым известным образом кодирования данных в световой выход источника света, например, описанным в патентах WO 2006/111930 или WO 2008/050294. В одном дополнительном варианте реализации первые и вторые данные могут включать в себя данные, которые, по меньшей мере, позволяют датчику различать обнаруженные, отраженные назад пучки первых и вторых источников света, и/или которые позволяют уникальную идентификацию источника света, который создает пучок. В других вариантах реализации дополнительная информация может быть закодирована в каждом из пучков, например световой выход, создаваемый соответствующим источником света, параметры настройки драйвера источника света, и/или любая другая информация, которая может быть отнесена к источнику света.

В соответствии с другими объектами настоящего изобретения также раскрыт контроллер для осуществления вышеупомянутого способа и различных осветительных устройств для использования с вышеупомянутым способом и/или контроллером. Кроме того, настоящее раскрытие относится к компьютерной программе с элементами, возможно распределенными для выполнения различных описанных здесь функций, и к носителю информации для таких программных элементов.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предоставляется система освещения для структуры, например для офисного пространства. Система освещения включает в себя системный блок управления и множество осветительных устройств. Каждое осветительное устройство включает в себя первый источник света, сконфигурированный для испускания первого светового пучка, предназначенного для освещения заданной области, второй источник света, сконфигурированный для испускания второго светового пучка, предназначенного для освещения фоновой области, окружающей заданную область, датчик, сконфигурированный для обнаружения, по меньшей мере, отраженного назад первого светового пучка и отраженного назад второго светового пучка другого осветительного устройства, и интерфейс, сконфигурированный для предоставления информации на системный блок управления, указывающей уровень сигнала обнаруженного, отраженного назад первого светового пучка, и информации, указывающей уровень сигнала обнаруженного, отраженного назад второго светового пучка другого осветительного устройства. Системный блок управления сконфигурирован для получения информации, обнаруженной датчиками, по меньшей мере, некоторых из множества осветительных устройств, для определения расстояния, по меньшей мере, между двумя осветительными устройствами из множества осветительных устройств, по меньшей мере частично, на основании полученной информации и для управления первым источником света и/или вторым источником света, по меньшей мере, некоторых из множества осветительных устройств, по меньшей мере частично, на основании определенного расстояния(й). Системный блок управления может также получить конфигурацию уровня освещения рабочей и фоновой области для структуры и управлять первыми и вторыми источниками освещения, 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 структуры. Таким образом, может быть достигнуто централизованное управление осветительными устройствами.

Далее вариант реализации изобретения описывается более подробно. Однако следует отметить, что этот вариант реализации 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 соотношения. Все чертежи являются схематическими, а не масштабными. В частности, толщины преувеличены относительно других измерений. Кроме того, такие детали, как LED-чипы, провода, подложки, корпусы 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 прямыми и отраженными вперед пучками.

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

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

Фиг. 4 - блок-схема системы освещения в соответствии с одним вариантом реализации настоящего изобретения.

Фиг. 5 - распределение света примерного осветительного устройства с расщепленным пучком в офисе с открытой планировкой в соответствии с одним вариантом реализации настоящего изобретения.

Фиг. 6 - сравнение распределений света прямых или отраженных вперед пучков примерного осветительного устройства с расщепленным пучком, помещенного в офис с открытой планировкой, в офис с ячейками, и в коридор, в соответствии с одним вариантом реализации настоящего изобретения.

Фиг. 7 - сравнение распределений света отраженных назад пучков примерного осветительного устройства с расщепленным пучком, помещенного в офис с открытой планировкой, в офис с ячейками и в коридор, в соответствии с одним вариантом реализации настоящего изобретения.

Фиг. 8 - отношение уровней сигнала отраженного назад окружающего пучка и рабочего пучка в зависимости от расстояния для офиса с открытой планировкой в соответствии с одним вариантом реализации 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 реализации 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 существа настоящего изобретения.

На фиг. 3 показана структура 300 - в данном случае комната с установленной системой 310 освещения. Система 310 освещения содержит один 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 каждый из осветительных устройств 320 создает единственный пучок, это просто схематическая иллюстрация, предназначенная, чтобы показать, что осветительные устройства 320 используются для предоставления освещения структуры 300, вместе с тем, как описано ниже, каждый из осветительных устройств 320 предпочтительно представляет собой осветительное устройство с расщепленным пучком, создающее два световых пучка с различными диаграммами направленности.

На фиг. 4 показана схематическая иллюстрация системы 400 освещения в соответствии с одним вариантом реализации 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, содержащее, 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, сконфигурированный для управления осветительным устройством 420. Кроме того, система 400 освещения включает в себя контроллер 430 для, по меньшей мере, 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 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 включают 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 уровня освещения, используя, например, дистанционное управление 330 и/или с памятью для сохранения данных.

В других вариантах реализации 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, которое 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 специалисты в данной области техники увидят, 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 пределы 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, в других вариантах реализации отдельный контроллер, например контроллер 430, может быть связан с каждым из осветительных устройств и возможно быть включенным в пределы каждого из осветительных устройств.

Далее работа осветительного устройства 420 рассматривается более подробно. Работа второго осветительного устройства 440 - по существу то же самое, что работа осветительного устройства 420, и поэтому для краткости ее описание здесь не повторяется.

Источники 422 и 424 света осветительного устройства 420 сконфигурированы для 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 сконфигурирован для предоставления рабочего пучка с относительно узкой диаграммой направленности, например 2Ч25 градусов FWHM, тогда как второй источник 424 света сконфигурирован для 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 реализации 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 реализации формирующая пучок 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, выполненный с возможностью обнаружения и имеющий возможность различать отраженные назад сигналы рабочего и окружающего пучков, созданных источниками 422 и 424 света. Кроме того, датчик 426 может дополнительно быть выполнен с возможностью обнаружения и 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 реализации в дополнение к наличию широкоугольного светового датчика датчик 426 может включать в себя также второй датчик обнаружения (не показан на фиг. 4), например пассивный инфракрасный (PIR) или ультразвуковой датчик обнаружения, имеющий конус обнаружения, по существу накладывающийся на рабочий пучок источника 422 света (то есть узкоугольный датчик). Такой вариант реализации может быть предпочтителен для регистрации обнаружения в области, освещенной рабочим пучком. Функциональные возможности датчика 426, пригодного для вариантов реализации настоящего изобретения, более подробно рассматриваются ниже.

Специалисты в данной области техники увидят, что, хотя показанный на фиг. 4 датчик 426 включен в пределы осветительного устройства 420, в других вариантах реализации датчик 426 может быть осуществлен отдельно от осветительного устройства 420, пока он имеет возможность обнаруживать 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 обнаруженных 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, чем средний световой выход каждого из двух источников света каждого из осветительных устройств 420 и 440 должен быть охарактеризован, например световой мощностью, например заданной в люменах, и цветностью. 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 реализации системный блок 410 управления осветительным устройством может дополнительно быть сконфигурирован для 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 внедрения 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 реализации настоящего изобретения. Осветительное устройств с расщепленным пучком может, например, быть описанным выше осветительным устройством 420, которое 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 каждое из осветительных устройств 520 может быть описанным выше осветительным устройством 420. Вертикальная ось на фиг. 5 показывает обнаруженные 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, обнаруженные 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, обнаруженные 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 сигнала, обнаруженных, отраженных назад рабочего и окружающего пучков, измеряемых датчиком, включенным в испускающее свет осветительное устройство.

И фиг. 6, и фиг. 7 показывают сравнение распределений света (уровни освещенности, нормированные на световой выход 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 реализации 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 3,6Ч5,4 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, обнаруживающим 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, обнаруживаемое датчиком, обнаруживающим отраженные назад световые пучки, например датчиком, интегрированным в потолок структуры.

И 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, обнаруживающего световой выход, измеренный в миллиметрах (мм), тогда как вертикальная ось показывает обнаруженную 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 обнаруженные 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 обнаруживает отраженные назад сигналы, фиг. 7) в позиции 1200 мм, такой датчик обнаруживает 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 это, 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 показывает, что наличие стены не просто вычесть из прямого/отраженного вперед профиля освещения. И напротив, когда световой датчик интегрирован в осветительное устройство, то есть он обнаруживает отраженный назад свет на уровне осветительного устройства, два эффекта, вызванные наличием стены, могут быть наблюдаемы в распределении света, обнаруженном 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 может быть наблюдаем 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 обнаруживать отраженные назад пучки рабочего и окружающего пучков, созданных источниками 422 и 424 света соответственно, и предоставить значения обнаруженных 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 реализации 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 обнаруженные, 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, 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, указывающей световой выход, например параметры настройки драйвера, пучков, созданных источниками света осветительного устройства 420. В одном варианте реализации контроллер 430 может получить информацию, указывающую световой выход пучков, созданных каждым из источников 422 и 424 света, поскольку эта информация, например, закодирована в световых пучках, произведенных источниками света. В другом варианте реализации 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, какими обычно снабжаются датчики. Конечно, информация, указывающая обнаруженные уровни сигнала, может быть также обработана и в датчике 426, и в контроллере 430.

Процессорный блок контроллера 430 может при этом быть сконфигурирован для определения, имеются ли объекты в области, окружающей осветительное устройство 420, на основании сравнения информации, указывающей уровни сигнала обнаруженных отраженных назад рабочего и окружающего пучков. Процессорный блок контроллера 430 может быть сконфигурирован для установления того, что один или несколько объектов имеются в окружении осветительного устройства 420, если уровень сигнала (или его производная) обнаруженного, отраженного назад окружающего пучка больше, чем уровень сигнала обнаруженного, отраженного назад рабочего пучка, и, если наоборот, 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 сконфигурирован для 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 реализации в дополнение или вместо того для возможности определения наличия объекта в окружении осветительного устройства 420, обнаруживая 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 сконфигурирован для обнаружения отраженных назад рабочего и окружающего пучков, созданных источниками света второго осветительного устройства 440. С этой целью датчик 426 может быть сконфигурирован для различения обнаруженных, 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 реализации 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 обнаруженные значения на контроллер 430, возможно с некоторой обработкой значений, как описано выше для сигналов, обнаруженных от осветительного устройства 420, которое может сравнить информацию, указывающую уровни сигнала обнаруженного, 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 можно 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, обнаруженные вдоль пунктирной линии 701. Теперь, полагая, что испускающее свет осветительное устройство 440 еще находится в позиции 1200 мм на фиг. 7, датчик, расположенный, например, в позиции 1200 мм, будет обнаруживать 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 обнаруженными 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 обнаруживает отраженные назад сигналы от другого осветительного устройства, можно рассматривать как наиболее близкое, соседнее с другим осветительным устройством. Например, на основании измерений отраженных назад сигналов, выполненных датчиком 426 первого осветительного устройства 420, контроллер 430 может быть сконфигурирован для 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 сконфигурирован для 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 реализации 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 сконфигурирован для обнаружения 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 обнаруженные относительные уровни сигнала могут или быть закодированы в световых пучках, созданных осветительным устройством 440, или предоставлены на контроллер 430 некоторым другим образом. Контроллер 430 может при этом быть сконфигурирован для сравнения относительных уровней сигнала окружающего пучков и рабочего пучков второго осветительного устройства 440, обнаруженных 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, указывающей снижение 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, обнаруженных 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, обнаруженных датчиком в первом осветительном устройстве, снижение отраженного назад рабочего сигнала от значения, обнаруженного датчиком во втором осветительном устройстве, до значения, обнаруженного датчиком в первом осветительном устройстве, и снижение отраженного назад окружающего сигнала от значения, обнаруженного датчиком во втором осветительном устройстве, до значения, обнаруженного 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 сконфигурирован для 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 затемненными соседними осветительными устройствами. Когда достаточное число соседних осветительных устройств находится в режиме рабочего освещения, превышение не необходимо, и осветительное устройство рабочего освещения может быть затемнено 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 реализации 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 реализации, 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, каждое из которых имеет возможность автоматически приспособить его уровни 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, указывающей уровни сигнала обнаруженных, отраженных назад рабочего и окружающего световых пучков. В таком варианте реализации 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, указывающую, 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, того, 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 реализации 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 множества 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 сконфигурирован для 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 освещения, 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, обнаружение 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 реализации 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 реализации 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 невременных, считываемых компьютером носителях данных. Примерные, считываемые компьютером носители данных включают в себя, но без ограничений: (i) неперезаписываемые 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 жестких дисков или любого типа твердотельная полупроводниковая память прямого доступа), на которых сохраняется изменяемая информация.

Даже при том, что изобретение было описано в отношении определенных примерных вариантов реализации, 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 способу определения расстояния от датчика до осветительного устройства. Заявленное осветительное устройство включает в себя, по меньшей мере, первый источник света, сконфигурированный для испускания первого светового пучка, предназначенного для освещения заданной области, и второй источник света, сконфигурированный для испускания второго светового пучка, предназначенного для освещения фоновой области, окружающей заданную область. Датчик, который включен в пределы другого осветительного устройства, предназначен для обнаружения отраженного назад первого светового пучка и отраженного назад второго светового пучка. Способ включает в себя определение расстояния от датчика до осветительного устройства, по меньшей мере частично, на основании сравнения информации, указывающей уровень сигнала обнаруженного, отраженного назад первого светового пучка, и информации, указывающей уровень сигнала обнаруженного, отраженного назад второго светового пучка. Технический результат – повышение точности в определении расстояния от датчика до осветительного устройства. 6 н. и 6 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Способ определения расстояния от датчика до осветительного устройства, причем осветительное устройство содержит, по меньшей мере, первый источник света, сконфигурированный для испускания первого светового пучка, предназначенного для освещения заданной области, и второй источник света, сконфигурированный для испускания второго светового пучка, предназначенного для освещения фоновой области, окружающей заданную область, причем датчик сконфигурирован для обнаружения, по меньшей мере, отраженного назад первого светового пучка и отраженного назад второго светового пучка, при этом способ содержит:

- определение расстояния от датчика до осветительного устройства на основании, по меньшей мере частично, сравнения информации, указывающей уровень сигнала обнаруженного, отраженного назад первого светового пучка, и информации, указывающей уровень сигнала обнаруженного, отраженного назад второго светового пучка.

2. Способ по п. 1, дополнительно содержащий:

- определение информации, указывающей уровень сигнала обнаруженного, отраженного назад первого светового пучка, нормировкой уровня сигнала обнаруженного, отраженного назад первого светового пучка посредством светового выхода первого источника света, и

- определение информации, указывающей уровень сигнала обнаруженного, отраженного назад второго светового пучка, нормировкой уровня сигнала обнаруженного, отраженного назад второго светового пучка посредством светового выхода второго источника света.

3. Способ по п. 1 или 2, в котором сравнение информации, указывающей уровень сигнала обнаруженного, отраженного назад первого светового пучка, и информации, указывающей уровень сигнала обнаруженного, отраженного назад второго светового пучка, содержит определение отношения между уровнем сигнала обнаруженного, отраженного назад второго светового пучка и уровня сигнала обнаруженного, отраженного назад первого светового пучка.

4. Способ по п. 3, в котором этап определения расстояния от датчика до осветительного устройства содержит установление того, что осветительное устройство является соседним осветительным устройством по отношению к датчику, когда определенное отношение составляет меньше чем 1,1, предпочтительно меньше чем 1,0, наиболее предпочтительно меньше чем 0,8, и в противоположном случае установление того, что осветительное устройство является удаленным осветительным устройством по отношению к датчику.

5. Способ по п. 1 или 2, дополнительно содержащий:

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

6. Способ по п. 1 или 2, в котором

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

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

7. Контроллер, сконфигурированный для выполнения способа по одному из пп. 1-6, причем контроллер содержит по меньшей мере:

- средство для получения информации, указывающей уровень сигнала обнаруженного, отраженного назад первого светового пучка;

- средство для получения информации, указывающей уровень сигнала обнаруженного, отраженного назад второго светового пучка; и

- средство для определения расстояния от датчика до осветительного устройства, по меньшей мере частично, на основании сравнения информации, указывающей уровень сигнала обнаруженного, отраженного назад первого светового пучка, и информации, указывающей уровень сигнала обнаруженного, отраженного назад второго светового пучка.

8. Осветительное устройство для использования в способе по любому из пп. 1-6, причем осветительное устройство содержит:

- первый источник света, сконфигурированный для испускания первого светового пучка, предназначенного для освещения заданной области;

- второй источник света, сконфигурированный для испускания второго светового пучка, предназначенного для освещения фоновой области, окружающей заданную область;

- интерфейс, сконфигурированный для приема информации, указывающей расстояние от датчика до осветительного устройства, причем расстояние определено на основании, по меньшей мере частично, сравнения информации, указывающей уровень сигнала отраженного назад первого светового пучка, обнаруженного датчиком, и информации, указывающей уровень сигнала отраженного назад второго светового пучка, обнаруженного датчиком; и

- блок управления осветительным устройством, сконфигурированный для регулировки уровня затемнения первого светового пучка и/или уровня затемнения второго светового пучка на основании, по меньшей мере частично, принятой информации.

9. Второе осветительное устройство для использования в способе по любому из пп. 1-6 вместе с осветительным устройством по п. 8, при этом упомянутое второе осветительное устройство содержит:

- третий источник света, сконфигурированный для испускания третьего светового пучка, предназначенного для освещения второй заданной области;

- четвертый источник света, сконфигурированный для испускания четвертого светового пучка, предназначенного для освещения фоновой области, окружающей вторую заданную область;

- датчик, сконфигурированный для обнаружения, по меньшей мере, отраженного назад первого светового пучка и отраженного назад второго светового пучка;

- контроллер, содержащий средство для определения расстояния от датчика до осветительного устройства на основании, по меньшей мере частично, сравнения информации, указывающей уровень сигнала обнаруженного, отраженного назад первого светового пучка, и информации, указывающей уровень сигнала обнаруженного, отраженного назад второго светового пучка.

10. Осветительное устройство по п. 9, в котором контроллер дополнительно сконфигурирован для выполнения способа по одному из пп. 2-6.

11. Система освещения для структуры, содержащая:

- системный блок управления; и

- множество осветительных устройств, причем каждое осветительное устройство содержит:

первый источник света, сконфигурированный для испускания первого светового пучка, предназначенного для освещения заданной области,

второй источник света, сконфигурированный для испускания второго светового пучка, предназначенного для освещения фоновой области, окружающей заданную область,

датчик, сконфигурированный для обнаружения, по меньшей мере, отраженного назад первого светового пучка и отраженного назад второго светового пучка другого осветительного устройства, и

интерфейс, сконфигурированный для предоставления на системный блок управления информации, указывающей уровень сигнала обнаруженного, отраженного назад первого светового пучка, и информации, указывающей уровень сигнала обнаруженного, отраженного назад второго светового пучка другого осветительного устройства,

причем системный блок управления сконфигурирован для:

получения информации, обнаруженной датчиками, по меньшей мере, некоторых из множества осветительных устройств;

определения расстояния, по меньшей мере, между двумя осветительными устройствами из множества осветительных устройств на основании, по меньшей мере частично, полученной информации; и

управления первым источником света и/или вторым источником света из, по меньшей мере, некоторых из множества осветительных устройств на основании, по меньшей мере частично, определенного расстояния.

12. Машиночитаемый носитель информации, на котором хранится компьютерная программа, которая при исполнении процессором побуждает процессор выполнять этапы способа по одному из пп. 1-6.