Результат интеллектуальной деятельности: СОБСТВЕННАЯ РЕГИСТРАЦИЯ СВЕТОВОГО ПОТОКА

Изобретение относится к области осветительных систем. В частности, изобретение относится к осветительной системе, осуществляющей связь с устройством дистанционного управления, к схеме связи и коммутации для осветительной системы, к устройству дистанционного управления, к способу связи осветительной системы с устройством дистанционного управления, к машиночитаемому носителю, процессору и программному элементу.

Для создания лампы, способной выдавать большой диапазон цветов, можно использовать светодиоды (LED) различных цветов. Эти светодиоды определяют область на двумерном цветовом пространстве Международной комиссии по освещению (МКО), которая показывает, какие цвета могут быть получены посредством взвешенной линейной комбинации этих светодиодов, например красного, зеленого и синего светодиодов.

В высокомощных и высококачественных светодиодных лампах хорошим способом создания различных требуемых цветов может быть преобразование цвета при помощи люминофорной керамики. Однако простой переключатель "включено-выключено" может не позволить использовать все возможности этих ламп. Для дистанционного управления такими многоцветными светодиодными лампами можно использовать устройство дистанционного управления. Однако для регистрации управляющего сигнала от устройства дистанционного управления может понадобиться включить в состав осветительной системы датчик. В то же время такой детектор или датчик может не обеспечить двустороннюю связь между осветительной системой и устройством дистанционного управления.

В патентном документе GB 2149947 A описана система управления, содержащая устройство управления со средством передачи сигнала вспомогательному устройству, причем вспомогательное устройство имеет средство ретрансляции указанного сигнала другому вспомогательному устройству. Система управления обеспечивает большое число светильников, не требуя прокладки большого количества проводов.

В патентном документе EP 1633060 A1 описано осветительное устройство, используемое в системе световой связи, содержащее светоизлучающий элемент и коммутирующий элемент, причем светоизлучающий элемент используется для освещения и для передачи данных или передачи сигналов, которые включают в себя дополнительную информацию.

В патентном документе US 2003/0043972 A1 описана развлекательная система, включающая в себя осветительный узел, имеющий источник света для освещения и передатчик, выполненный с возможностью приема информации и передачи сигналов, содержащих информацию, и пару беспроводных наушников, снабженных датчиком для приема сигналов.

Задача настоящего изобретения заключается в уменьшении размеров осветительной системы.

Эта задача решается при помощи осветительной системы, осуществляющей связь с устройством дистанционного управления, схемы связи и коммутации для осветительной системы, способа связи осветительной системы с устройством дистанционного управления, процессор, машиночитаемого носителя, устройства дистанционного управления и программных элементов, характеризуемых признаками согласно независимым пунктам формулы. Предпочтительные варианты осуществления описаны в зависимых пунктах формулы.

Согласно первому аспекту настоящего изобретения представлена осветительная система, осуществляющая связь с устройством дистанционного управления, осветительная система содержит светоизлучающий элемент и коммутирующий элемент для переключения светоизлучающего элемента между режимом регистрации и режимом излучения, причем в режиме излучения светоизлучающий элемент выполнен с возможностью излучать свет, и, таким образом, осветительная система выполнена с возможностью освещения окружающего пространства или передачи информационного сигнала устройству дистанционного управления. Кроме того, в режиме регистрации светоизлучающий элемент выполнен с возможностью регистрации управляющего сигнала от устройства дистанционного управления. Кроме того, осветительная система выполнена с возможностью испускания информационного сигнала к устройству дистанционного управления.

Иными словами, осветительная система может переключаться между режимами освещения, или излучения, и режимом регистрации. При переключении в режим освещения осветительную систему можно использовать для освещения окружающего пространства или для передачи информационного сигнала. В то же время при переключении в режим регистрации осветительную систему можно использовать для регистрации управляющего сигнала, переданного от устройства дистанционного управления. Регистрация управляющего сигнала выполняется самим светоизлучающим элементом. Таким образом, дополнительный датчик или детектор не требуется.

Согласно примерному варианту осуществления изобретения светоизлучающий элемент выполнен с возможностью излучения информационного сигнала к устройству дистанционного управления. Информационный сигнал может содержать информацию, относящуюся к рабочему состоянию светоизлучающего элемента.

Таким образом, сам светоизлучающий элемент может передавать данные устройству дистанционного управления. Эти данные относятся, например, к информации о статических цветовых точках или к информации о динамических цветовых точках света, испущенного светоизлучающим элементом.

Кроме того, информационный сигнал может, согласно другому иллюстративному варианту осуществления изобретения, содержать информацию о статусе лампы, выбранную из группы, состоящей из регулятора силы света, начальной точки (или времени включения), конечной точки (или времени выключения), идентификационной информации лампы, схем использования, диагностических данных о лампе и энергопотребления.

Схема использования может содержать информацию о времени включения/выключения лампы или информацию о предпочтительном цвете в конкретный момент времени.

Согласно другому иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения управляющий сигнал содержит элементы для программирования осветительной системы, выбранные из группы, состоящей из информации о статических цветовых точках, информации о динамических цветовых точках, сигнала для регулятора силы света, сигнала запуска, сигнала остановки, сигнала идентификации лампы, и максимально допустимого энергопотребления ламповой системы.

Иными словами, текущее рабочее состояние может быть передано устройству дистанционного управления посредством информационного сигнала от светоизлучающего элемента. В то же время с устройства дистанционного управления светоизлучающему элементу и, следовательно, осветительной системе может быть передано рабочее состояние, которое должно быть установлено. На следующем этапе это (будущее) рабочее состояние может быть установлено осветительной системой.

Сигнал запуска и сигнал остановки содержат, например, информацию о временной отметке соответственно запуска и остановки последовательности динамических цветовых точек. Информация о динамических цветовых точках может быть выполнена с возможностью управления и запуска индивидуальной последовательности освещения осветительной системы.

Согласно другому иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения осветительная система дополнительно содержит блок модуляции, выполненный с возможностью модуляции информационного сигнала согласно схеме модуляции.

Таким образом, можно обеспечить быструю и эффективную передачу данных от осветительной системы к устройству дистанционного управления.

Согласно еще одному иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения схема модуляции выбирается из группы, состоящей из широтно-импульсной модуляции, фазово-импульсной модуляции, амплитудно-импульсной модуляции или плотностно-импульсной модуляции.

Согласно еще одному иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения осветительная система дополнительно содержит передающий блок для испускания информационного сигнала к устройству дистанционного управления, причем передающий блок содержит модуль радиочастотного передатчика.

Таким образом, согласно этому варианту осуществления настоящего изобретения связь от осветительной системы к устройству дистанционного управления может осуществляться посредством радиочастотной нисходящей линии связи. Таким образом, в случае перекрытия оптического пути между осветительной системой и устройством дистанционного управления связь по-прежнему может быть возможна. Кроме того, посредством передачи информационного сигнала при помощи радиочастотного модуля может быть обеспечена связь посредством радиочастотного модуля и одновременно освещение посредством светоизлучающего элемента.

Согласно еще одному иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения светоизлучающим элементом является светодиод (LED).

Согласно еще одному иллюстративному варианту осуществления изобретения светоизлучающий элемент содержит одну строку или несколько строк светодиодов или сочетания одной или нескольких строк светодиодов с одним или несколькими отдельными светодиодами. Кроме того, светоизлучающий элемент может содержать целый двумерный массив светодиодов.

Согласно еще одному иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения осветительная система дополнительно содержит усилитель и управляющую схему, при этом коммутирующим элементом является переключатель Tx/Rx, выполненный с возможностью обеспечения отключения светоизлучающего элемента от управляющей схемы и соединения с усилителем.

Термин переключатель Tx/Rx представляет собой сокращенную форму от «переключателя передатчик-приемник».

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения представлена схема связи и коммутации для осветительной системы, причем схема связи и коммутации содержит коммутирующий элемент для переключения светоизлучающего элемента между режимом регистрации и режимом излучения, управляющую схему для управления светоизлучающим элементом так, чтобы светоизлучающий элемент излучал свет, когда находится в режиме излучения, схему дискретизации для обеспечения быстрой дискретизации управляющего сигнала, зарегистрированного светоизлучающим элементом, когда он находится в режиме регистрации, причем схема связи и коммутации выполнена с возможностью генерации информационного сигнала для устройства дистанционного управления.

Иными словами, может быть обеспечена схема связи и коммутации, которая выполнена с возможностью управления светодиодом для освещения окружающего пространства. Кроме того, схема выполнена с возможностью переключения светодиода в режим регистрации, в котором светодиод используется для регистрации сигнала от устройства дистанционного управления. Поэтому может не потребоваться никакого дополнительного датчика или детектора для приема управляющего сигнала. Кроме того, может не потребоваться никакого дополнительного передатчика для генерации сигнала, который затем передается устройству дистанционного управления.

Согласно другому иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения схема дискретизации содержит усилитель или аналого-цифровой преобразователь.

Кроме того, схема связи и коммутации содержит процессор и генератор импульсных кодов для генерации информационного сигнала.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения представлен способ связи осветительной системы с устройством дистанционного управления, способ содержит этапы, на которых излучают свет посредством светоизлучающего элемента, переключают светоизлучающий элемент из режима излучения в режим регистрации, регистрируют управляющий сигнал от устройства дистанционного управления посредством светоизлучающего элемента и испускают информационный сигнал к устройству дистанционного управления.

Кроме того, согласно еще одному иллюстративному варианту осуществления изобретения представлен машиночитаемый носитель, в котором хранится компьютерная программа для связи с устройством дистанционного управления, которая при ее исполнении процессором предписывает выполнение процессором этапов вышеуказанного способа.

Кроме того, согласно еще одному иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения представлен программный элемент для связи с устройством дистанционного управления, который при исполнении процессором предписывает выполнение процессором этапов вышеуказанного способа.

Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что способ связи может быть реализован в виде компьютерной программы, то есть программным образом, или может быть реализован при помощи одной или нескольких специальных электронных схем оптимизации, то есть аппаратным образом, либо способ может быть реализован в гибридном виде, то есть посредством программных компонентов и аппаратных компонентов.

Программный элемент согласно варианту осуществления изобретения предпочтительно загружается в рабочую память процессора данных. Процессор данных может, таким образом, быть выполнен с возможностью реализации вариантов осуществления способов настоящего изобретения. Компьютерная программа может быть написана на любом подходящем языке программирования, таком как, например, C++, и может храниться на машиночитаемом носителе, таком как CD-ROM. Кроме того, компьютерная программа может быть доступна из сети, такой как WorldWideWeb, из которой ее можно загрузить в блоки обработки, или в процессоры, или в любые подходящие компьютеры.

Кроме того, согласно еще одному иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения представлено устройство дистанционного управления для связи с осветительной системой, устройство дистанционного управления содержит передатчик для испускания управляющего сигнала осветительной системе и приемник для регистрации информационного сигнала от осветительной системы.

Сущностью иллюстративного варианта настоящего изобретения можно считать то, что светодиоды в осветительной системе используются одновременно в качестве фотодатчиков для регистрации управляющих сигналов от устройства дистанционного управления (восходящая линия связи) и в качестве источников излучения модулированного света к устройству дистанционного управления (нисходящая линия связи) и для освещения. Таким образом, можно обеспечить связь между устройством дистанционного управления и осветительной системой без дополнительного датчика или дополнительного передатчика (в лампе).

Это решение может обеспечить способ дистанционного управления для лампы, состоящей из множества элементарных светодиодов, в которой обмен информацией между светодиодной лампой и устройством дистанционного управления выполняется при помощи специальных схем токовой и, следовательно, световой модуляции для реализации восходящей и нисходящей линий связи от устройства к устройству дистанционного управления и в обратном направлении. Для приема команд от устройства дистанционного управления светодиоды используются в качестве фотодиода (собственная регистрация светового потока).

Таким образом, для реализации восходящей и нисходящей линий связи не требуются специальные датчики. Может быть создана специальная схема, которая позволяет очень быстро переключать светодиоды в режим приема. Поэтому схему связи и коммутации можно применять как для люминофорных светодиодов, так и для обычных светодиодов.

Эти и других аспекты настоящего изобретения станут понятны и разъяснены на основе нижеприведенного описания вариантов осуществления.

Иллюстративные варианты осуществления настоящего изобретения описаны ниже со ссылкой на следующие чертежи.

На фиг.1 приведена схема составных частей осветительной системы согласно иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг.2 приведена схема составных частей осветительной системы согласно другому иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг.3 приведена блок-схема последовательности операций способа согласно иллюстративному варианту осуществления настоящего изобретения.

Чертежи являются схематическими. На различных чертежах подобные или одинаковые элементы помечены одинаковыми номерами позиций.

На фиг.1 приведена схема осветительной системы 100, содержащей светодиод 102, строку светодиодов или матрицу 102, 113, 114, 115 светодиодов. Осветительная система 100, изображенная на фиг.1, содержит множество каналов для различных цветов или светодиодов. Далее описывается только один канал.

Красный светодиод 102 (или строка из нескольких светодиодов LEDs) соединен с переключателем 103 "прием-передача", который обеспечивает отключение от управляющей схемы 106, 107, 108 и подключение к усилителю 104, который является, например, трансимпедансным усилителем.

Выход 117 усилителя 104 соединен с аналого-цифровым преобразователем (АЦП) 105, который обеспечивает очень быструю дискретизацию усиленного сигнала 117 фототока.

Цифровой сигнал 118 фототока передается на центральное процессорное устройство (ЦПУ) 107 или устройство обработки цифровых сигналов (DSP) 107, которое может обеспечивать управление цветом, которое, например, запускается устройством дистанционного управления, и извлечение сигнала дистанционного управления.

ЦПУ 107 управляет яркостью и передачей информации через генератор 106 импульсных кодов. Выход 119 генератора 106 импульсных кодов соединен с устройством 108 управления и затем (через переключатель 103) со светодиодом 102 или с целой строкой светодиодов 102, 113, 114, 115.

Кроме того, перед строкой светодиодов 102, 113, 114, 115 может быть расположен оптический элемент 116, который может быть выполнен с возможностью фильтрации или фокусирования излученного света или сигнала от устройства 101 дистанционного управления.

Устройство 101 дистанционного управления выполнено с возможностью передачи управляющего сигнала 120 в направлении строки светодиодов. После прохождения оптического элемента 116 один из светодиодов, например светодиод 102, регистрирует сигнал 120 от устройства 101 дистанционного управления и по линии 121 передачи передает получившийся сигнал регистрации к переключателю 103. Зарегистрированный сигнал затем усиливается усилителем 104 и оцифровывается аналого-цифровым преобразователем 105, после которого он передается к ЦПУ 107.

Другие светодиоды, например светодиод 115, могут быть соединены с другим переключателем 111 и другим усилителем 110 для усиления сигнала регистрации, зарегистрированного светодиодом LED 115. Кроме того, второй переключатель 111 может быть соединен со вторым усилителем 109, соединенным с генератором 16 импульсных кодов.

Светодиоды 102, 113, 114, 115 используются в качестве фотодатчиков для восходящей линии связи, то есть для канала от устройства 101 дистанционного управления к осветительной системе 100, с целью выполнения выбора устройств, включения или отключения осветительной системы и выполнения передачи других управляющих данных от устройства 101 дистанционного управления к осветительной системе 100.

Кроме того, модулированный свет (или радиочастотный сигнал, как показано на фиг.2) используется для нисходящей линии связи, то есть для передачи сигнала от осветительной системы к устройству 101 дистанционного управления.

Таким образом, текущее рабочее состояние может быть передано устройству 101 дистанционного управления посредством информационного сигнала по нисходящей линии связи. Затем этот сигнал можно использовать для программирования или управления другой осветительной системой. Информационный сигнал может содержать информацию о статических и динамических цветовых точках. В этой связи следует заметить, что "динамический" означает сложную зависимость от времени. Кроме того, информационный сигнал может содержать информацию управления о регуляторе силы света или переключателе.

Информационный сигнал может дополнительно содержать сетевой элемент, являющийся сигналом идентификации лампы, который, например, полезен, когда в установке имеется несколько ламп и когда все лампы должны управляться одним и тем же устройством дистанционного управления. В этом случае множество осветительных систем может быть сгруппировано в сеть ламп.

Кроме того, информационный сигнал может содержать информацию о запуске/прекращении локальных сценариев, например локальных динамических схем, имитацию присутствия и т. д.

Кроме того, передаваемая информация может содержать идентификационный номер лампы и схемы использования, такие как время включения/отключения или предпочтительный цвет в определенное время.

Осветительная система может применяться в сочетании с люминофорными светодиодами (pcLED) или обычными светодиодами, такими как GaN светодиоды или AlGaAs светодиоды.

На фиг. 2 приведена схема осветительной системы согласно другому иллюстративному варианту осуществления изобретения. Осветительная система 200 на фиг.2 содержит радиочастотный модуль 201, имеющий антенну 202. Радиочастотный модуль 201 выполнен с возможностью передачи и (или) приема электромагнитных волн 203 к устройству 101 дистанционного управления. Электромагнитные волны 203 могут содержать информационный сигнал для устройства 101 дистанционного управления.

Существенное отличие установки, изображенной на фиг.2, по сравнению с установкой, изображенной на фиг. 1, состоит в том, что нисходящая линия связи (от осветительной системы к устройству 101 дистанционного управления) может быть обеспечена радиочастотным модулем 201. Таким образом, ЦПУ 107 соединено с радиочастотным модулем 201, который выполнен с возможностью генерации сигналов связи на основе ZigBee или WLAN для обеспечения связи с устройством 101 дистанционного управления или с управляющей станцией, расположенной между устройством дистанционного управления и осветительной системой 100.

Следует, однако, заметить, что осветительная система может содержать одновременно и радиочастотный модуль 201, и генератор 106 импульсных кодов. Таким образом, информационный сигнал может передаваться как светодиодами, так и радиочастотным модулям, что обеспечивает резервирование.

На фиг.3 приведена блок-схема последовательности операций иллюстративного способа согласно настоящему изобретению. Способ начинается на этапе 1 излучением света светоизлучающим элементом. Затем на этапе 2 светоизлучающий элемент переключается при помощи коммутирующего элемента из режима излучения в режим регистрации. На этапе 3 светоизлучающим элементом регистрируется управляющий сигнал, который передан от устройства дистанционного управления. На этапе 4 зарегистрированный сигнал передается центральному процессорному устройству, где он подвергается анализу. Затем центральное процессорное устройство генерирует, совместно с генератором импульсных кодов, соответствующий управляющий сигнал для светоизлучающего элемента. На четвертом этапе ЦПУ вместе с генератором импульсных кодов генерируется информационный сигнал, который испускается светоизлучающим элементом к устройству дистанционного управления. Информационный сигнал соответствует, например, текущему рабочему состоянию светоизлучающего элемента и может содержать идентификационный номер светоизлучающего элемента.

Изобретение может применяться для дистанционного управления общим освещением, для осуществления связи между световыми устройствами (оптическая линия дальней связи), в качестве замены сенсорных панелей для дисплеев со светодиодной подсветкой, для оптических датчиков приближения и в качестве средств, применяемых в автотранспортных средствах, например, в качестве световых ключей.

Следует заметить, что термин "содержащий" не исключает наличия других элементов или этапов, а единственное число не исключает множественности. Кроме того, элементы, описанные в связи с различными вариантами осуществления, могут сочетаться друг с другом.

Следует заметить, что указание номеров позиций в формуле не должно считаться ограничением объема формулы.