專(zhuān)利名稱(chēng)：照明系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包含發(fā)光單元與照明控制單元的照明系統(tǒng)，其中發(fā)光單元被配置 成用以將電力轉(zhuǎn)換成具有例如強(qiáng)度、色彩、色溫、方向與波束圓錐角特性的光束，而照明控 制單元被配置成用以調(diào)整光束特性。
背景技術(shù)：
人們熟知照明特性的調(diào)整能經(jīng)由遙控器(RC)來(lái)達(dá)成。遙控器的缺點(diǎn)為需將遙控 器對(duì)準(zhǔn)正確的位置及方向，才能有效地進(jìn)行控制。此外，目前已有很多不同的遙控器已經(jīng)出 現(xiàn)于客廳中以供TV、音響、VCR、CD/DVD、游戲機(jī)/記錄器等電子裝置使用。又，使用者可能 會(huì)對(duì)遙控器上的不同按鈕有所混淆。最后，遙控器與其附屬接收器的成本相當(dāng)高。因此，目前亦有提出通過(guò)使用攝影機(jī)與移動(dòng)檢測(cè)軟件來(lái)控制電子裝置的技術(shù)，其 中使用者可通過(guò)在照相機(jī)的前面擺出姿態(tài)來(lái)控制電子裝置。然而，這些系統(tǒng)需要高負(fù)載處 理功率，具有相當(dāng)長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間，且是相當(dāng)昂貴的。另外，WO 2006/056814提出了一種照明系統(tǒng)，其包含發(fā)光單元與控制單元，控制單 元包含紅外線發(fā)射器、紅外線接收器及透鏡配置?？刂茊卧蓽y(cè)量反射的紅外光的強(qiáng)度，并 反應(yīng)以改變發(fā)光單元的亮度。依此方式，可對(duì)發(fā)光單元通電(ON)或斷電(OFF)，并可通過(guò)在 紅外線波束中的手部移動(dòng)而將發(fā)光單元調(diào)暗/亮。然而，這一種配置相當(dāng)昂貴且不正確性 很高，因?yàn)榉瓷涞募t外線信號(hào)的強(qiáng)度大幅取決于在波束中移動(dòng)的物體的種類(lèi)。在既存的照明應(yīng)用上，一般皆是將整個(gè)房間全部照亮。但在多數(shù)情況下，只有房間 的一小部分需要被照明，因此其能源利用效率并不佳。再者，在既存的照明應(yīng)用上，是以一 種機(jī)械方式來(lái)達(dá)成光束聚焦(集中照明)與光束位置偏離(移動(dòng)照明方向)，其并不具有彈 性且易受機(jī)械故障的影響。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種照明系統(tǒng)，對(duì)使用者及 其環(huán)境呈現(xiàn)安全與舒適性，并具有便宜可靠且易于使用的照明用的控制系統(tǒng)。本發(fā)明更進(jìn)一步的目的是提供一種照明系統(tǒng)，更強(qiáng)健、有能源效率、易于使用及/ 或彈性。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，照明系統(tǒng)包含多個(gè)超聲波發(fā)射器，被配置成用以發(fā)射 超聲波信號(hào)；多個(gè)超聲波接收器，被配置成用以接收反射的超聲波信號(hào)；以及一處理單元， 被配置成用以經(jīng)由每一個(gè)發(fā)射器連續(xù)傳遞一超聲波脈沖并用以在送出每個(gè)脈沖之后決定 哪些接收器在一預(yù)定周期之內(nèi)會(huì)接收具有超過(guò)一預(yù)定閾值的振幅的一反射的超聲波信號(hào)， 且用以根據(jù)前述判斷結(jié)果來(lái)將控制信號(hào)傳遞至照明控制單元。這些超聲波發(fā)射器最好是被 配置成使這些超聲波信號(hào)在照明系統(tǒng)的光束內(nèi)且平行于照明系統(tǒng)的光束而被發(fā)射。超聲波 發(fā)射器與接收器最好是被配置成等邊多邊形或圓形。在此較佳實(shí)施例中，此系統(tǒng)包含三個(gè)發(fā)射器與三個(gè)接收器。依據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，照明系統(tǒng)包含一超聲波發(fā)射器，被配置成用以發(fā) 射超聲波信號(hào)；一超聲波接收器，被配置成用以接收反射的超聲波信號(hào)；其中超聲波發(fā)射 器及/或接收器安裝于一可旋轉(zhuǎn)載體上，以使發(fā)射器的波束及/或接收器的接收?qǐng)A錐平行 于轉(zhuǎn)軸延伸并位于距離轉(zhuǎn)軸有一距離的位置上，其中提供驅(qū)動(dòng)單元以旋轉(zhuǎn)載體；以及一處 理單元，被配置成用以在旋轉(zhuǎn)期間經(jīng)由發(fā)射器于載體的多個(gè)角度位置重復(fù)傳遞一超聲波脈 沖，并用以在送出每個(gè)脈沖之后判斷接收器在一預(yù)定周期之內(nèi)是否接收具有超過(guò)一預(yù)定閾 值的振幅的一反射的超聲波信號(hào)，且用以根據(jù)前述判斷結(jié)果來(lái)將控制信號(hào)傳遞至照明控制 單元?？尚D(zhuǎn)載體的轉(zhuǎn)軸最好是在照明系統(tǒng)的光束之內(nèi)且平行于照明系統(tǒng)的光束而延伸。 處理單元最好是被配置成用以于載體的至少3個(gè)，最好是至少6個(gè)，更好是至少12個(gè)角度 位置上傳遞一超聲波脈沖。在本發(fā)明的兩個(gè)前述實(shí)施例的較佳實(shí)施例中，處理單元更進(jìn)一步被配置成用以推 導(dǎo)出表示在發(fā)射與接收的超聲波信號(hào)之間的時(shí)間差的一飛行時(shí)間信號(hào)，并用以根據(jù)飛行時(shí) 間信號(hào)來(lái)傳遞控制信號(hào)至照明控制單元，如以下將更進(jìn)一步說(shuō)明的。此種控制機(jī)制提供一 種高分辨率控制，且比如非常適合控制光強(qiáng)度、色彩及/或色溫。依據(jù)本發(fā)明的一更進(jìn)一步的實(shí)施例，照明系統(tǒng)包含至少一超聲波發(fā)射器，被配置 成用以發(fā)射超聲波信號(hào)；多個(gè)隔開(kāi)的超聲波接收器，被配置成用以接收反射的超聲波信號(hào)； 以及一處理單元，被配置成用以為每一個(gè)接收器判斷來(lái)自前述至少一發(fā)射器的發(fā)射信號(hào)之 間的時(shí)間差的飛行時(shí)間信號(hào)以及來(lái)自接收器所接收的反射的超聲波信號(hào)，并用以根據(jù)每一 個(gè)接收器接收到的飛行時(shí)間信號(hào)的組合來(lái)將控制信號(hào)傳遞至照明控制單元。每一個(gè)接收器 接收到的飛行時(shí)間信號(hào)的組合，是在發(fā)射器與接收器的波束之內(nèi)檢測(cè)超聲波信號(hào)反射在二 維平面或三維空間中的物體的位置的飛行時(shí)間信號(hào)的函數(shù)。本發(fā)明的所有上述實(shí)施例利用一種非常有效、便宜且可靠的方式來(lái)提供在實(shí)質(zhì)上 垂直于超聲波波束的軸線的方向中通過(guò)手的姿態(tài)來(lái)控制發(fā)光系統(tǒng)的可能性。如果反射物體 (例如手)出現(xiàn)在波束中，則可以連續(xù)決定在這些方向中的物體的位置，可借以達(dá)成照明系 統(tǒng)的各種不同的特性的控制。此種控制機(jī)制適合作為切換目的用，比如控制從一種照明特性切換成另一種照明 特性。因此，在本發(fā)明的所有三個(gè)前述的實(shí)施例的較佳實(shí)施例中，處理單元更進(jìn)一步被配置 成用以根據(jù)前述判斷結(jié)果而從多個(gè)型式的控制信號(hào)中選擇一種型式的控制信號(hào)，其中每個(gè) 型式的控制信號(hào)控制這些照明特性的其中一個(gè)不同的特性。此種機(jī)制的另一個(gè)適當(dāng)、直覺(jué)的目的為光束角度的寬度或光束方向的控制。使用 者可朝垂直方向而在波束中移動(dòng)其手，以便移動(dòng)光束的方向或以便使光束增廣或變狹。處理單元最好是被配置成用以分析飛行時(shí)間信號(hào)的動(dòng)態(tài)行為，并用以根據(jù)動(dòng)態(tài)行 為來(lái)傳遞控制信號(hào)至照明控制單元。在本發(fā)明的前述實(shí)施例中，發(fā)射器與接收器最好是一種結(jié)合式收發(fā)器，且收發(fā)器 最好是設(shè)有一聲音警報(bào)器，用以使送出的超聲波的角度變窄并使反射的信號(hào)的接收的角度變窄。在一較佳實(shí)施例中，照明系統(tǒng)包含多個(gè)發(fā)光單元，其中這些發(fā)光單元被配置于形 成同心多邊形或圓形的至少兩個(gè)群組中，其中實(shí)質(zhì)上每對(duì)鄰近的發(fā)光單元的光束彼此重
4迭，其中內(nèi)群組的光束實(shí)質(zhì)上朝向平行于彼此，其中外群組中的發(fā)光單元的光束脫離內(nèi)群 組中的發(fā)光單元的光束，且其中照明系統(tǒng)包含一照明控制單元，其被配置成用以個(gè)別調(diào)整 每一個(gè)發(fā)光單元的強(qiáng)度。利用本發(fā)明，可在不需要實(shí)體上移動(dòng)照明系統(tǒng)的情況下達(dá)成兩個(gè)效果可改變發(fā) 光單元的組合光束的方向，并可改變組合光束的角度。又，可達(dá)成這兩個(gè)效果與在一個(gè)照明 系統(tǒng)中的多重結(jié)合光束的這些效果的組合。在另一個(gè)較佳實(shí)施例中，照明系統(tǒng)包含多個(gè)發(fā)光單元，其中發(fā)光單元被配置成一 陣列，其中實(shí)質(zhì)上每對(duì)鄰近的發(fā)光單元的光束彼此重迭，且其中發(fā)光系統(tǒng)包含一照明控制 單元，其被配置成用以個(gè)別調(diào)整每一個(gè)發(fā)光單元的強(qiáng)度，其中照明控制單元更進(jìn)一步被配 置成用以在順應(yīng)個(gè)別發(fā)光單元的強(qiáng)度時(shí)，使在一假想平表面上的這些發(fā)光單元的總結(jié)合的 光通量維持實(shí)質(zhì)上相等。借此，可獲得平坦轉(zhuǎn)變，其很接近當(dāng)通過(guò)物理上移動(dòng)光點(diǎn)來(lái)移動(dòng)光 束時(shí)或當(dāng)通過(guò)物理上移動(dòng)一透鏡來(lái)改變光點(diǎn)的光束的角度時(shí)，使用者所經(jīng)歷的效應(yīng)。此外， 此系統(tǒng)被配置成借以提供固定的整體亮度體驗(yàn)給使用者，而不根據(jù)光束照在一表面(比如 桌子或地板)的角度。照明控制單元最好是被配置成通過(guò)調(diào)暗及/或調(diào)亮以使被通電的發(fā)光單元組合 光束的直徑平穩(wěn)地增加或減少，來(lái)順應(yīng)個(gè)別發(fā)光單元的強(qiáng)度。因此，發(fā)光單元最好是不會(huì)突 然被通電或斷電。同樣地，照明控制單元最好是被配置成用以通過(guò)調(diào)暗與調(diào)亮來(lái)順應(yīng)個(gè)別發(fā)光單元 的強(qiáng)度，以使被通電的發(fā)光單元的組合光束的方向平穩(wěn)地從第一方向移動(dòng)至第二方向。在這些較佳實(shí)施例中，發(fā)光單元為L(zhǎng)ED。在這些較佳實(shí)施例中，照明系統(tǒng)更包含一透鏡，其朝內(nèi)群組的發(fā)光單元的光束延 伸，用以聚焦此光束。再者，在這些較佳實(shí)施例中，照明系統(tǒng)包含至少一中間群組的發(fā)光單元，其延伸于 在內(nèi)與外群組之間的同心的多邊形或圓形中。中間群組的光束最好是指向?qū)嵸|(zhì)上平行于內(nèi) 群組的光束。于較佳實(shí)施例中，這些發(fā)光單元包含于照明系統(tǒng)的外殼中，最好是包含一標(biāo)準(zhǔn)照 明系統(tǒng)配件。照明系統(tǒng)最好是包含至少一超聲波發(fā)射器，用以作為在Z-方向(為照明系統(tǒng)軸 線)的飛行時(shí)間測(cè)量，及/或作為XY平面(為垂直于照明系統(tǒng)軸線的平面)的姿態(tài)控制的 其中一個(gè)提案，來(lái)順應(yīng)個(gè)別發(fā)光單元的光強(qiáng)度。尤其，在XY平面的姿態(tài)控制相當(dāng)適合光束 方向及/或照明系統(tǒng)的角度的控制。在這些較佳實(shí)施例中，照明系統(tǒng)包含一超聲波發(fā)射器，被配置成用以發(fā)射超聲波 信號(hào)；一超聲波接收器，被配置成用以接收反射的超聲波信號(hào)；以及一處理單元，被配置成 用以推導(dǎo)出表示在發(fā)射與接收的超聲波信號(hào)之間的時(shí)間差的一飛行時(shí)間信號(hào)，并用以根據(jù) 飛行時(shí)間信號(hào)來(lái)傳遞比如二進(jìn)碼的控制信號(hào)至照明控制單元。借此，系統(tǒng)的使用者可通過(guò) 在超聲波波束的軸線的方向中移動(dòng)比如他的手或物體來(lái)調(diào)整照明特性。超聲波發(fā)射器可比如發(fā)射40kHz頻率的超聲波。雖然超聲波發(fā)射器/接收器的使 用有替代方案，比如紅外線或雷達(dá)發(fā)射器/接收器能夠測(cè)量各個(gè)信號(hào)的飛行時(shí)間，但是超 聲波尤其適合本發(fā)明，因?yàn)轱w行時(shí)間(典型的距離在0. 2與2公尺之間)可被以ms (毫秒)/奈秒(ns)的單位測(cè)量，這允許利用低成本處理設(shè)備來(lái)達(dá)成簡(jiǎn)單與正確的測(cè) 量。因?yàn)閴弘姵暡ㄊ瞻l(fā)器很便宜，所以本發(fā)明的系統(tǒng)可利用很低的成本來(lái)生產(chǎn)。本發(fā)明的系統(tǒng)易于控制，并具有簡(jiǎn)單的使用者接口，其并不需要例如遙控器的額 外設(shè)備。本發(fā)明的系統(tǒng)的其它質(zhì)量為其堅(jiān)固性、其對(duì)于環(huán)境條件的獨(dú)立性、其控制移動(dòng)的一 維辨識(shí)以及其低處理功率需求。超聲波傳感器更進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)為其不會(huì)受到改變中的周?chē)?光線、溫度與濕度條件的影響。超聲波發(fā)射器與接收器、處理單元及/或照明控制單元最好是沿著照明系統(tǒng)外殼 延伸，而超聲波發(fā)射器與接收器最好是一種結(jié)合式超聲波收發(fā)器。借此，可以提供一種小型 與簡(jiǎn)易安裝的照明系統(tǒng)，其直覺(jué)地通過(guò)人手在光束中心的移動(dòng)而受到控制。理想上，利用超聲波來(lái)控制照明系統(tǒng)是可利用低成本組件而易于大量生產(chǎn)，并具 有小尺寸，以使其可被內(nèi)建于甚至是小型照明系統(tǒng)中。在一較佳實(shí)施例中，依據(jù)本發(fā)明的照明系統(tǒng)包含一 LED驅(qū)動(dòng)器與一脈沖寬度調(diào) 變器，其被配置成用以調(diào)整光束特性；一 DA-轉(zhuǎn)換器、一超聲波驅(qū)動(dòng)器以及一超聲波發(fā)射 器，其被配置成用以將一數(shù)字發(fā)射信號(hào)轉(zhuǎn)換成一超聲波脈沖的傳輸；一超聲波接收器與一 放大器，配置成用以接收反射的超聲波信號(hào)并將超聲波信號(hào)變換成一電壓，以及一比較器， 其被配置成用以在電壓大于一預(yù)定閾值的情況下產(chǎn)生一數(shù)字接收信號(hào)；一處理單元，配置 成用以推導(dǎo)出表示在數(shù)字發(fā)射與接收信號(hào)之間的時(shí)間差的一飛行時(shí)間信號(hào)，并根據(jù)飛行時(shí) 間信號(hào)來(lái)傳遞控制信號(hào)至照明控制單元。處理單元、脈沖寬度調(diào)變器、DA-轉(zhuǎn)換器與比較器 最好是整合于單一微控制器芯片中。微控制器芯片最好是選自于單芯片8位8051/80C51 微控制器家族，最好是包含小型RAM與ROM，最好是小于4kB ROM并小于512 B RAM。超聲波發(fā)射器與超聲波接收器最好是整合于一壓電超聲波收發(fā)器中。發(fā)射超聲波驅(qū)動(dòng)器與接收超聲波放大器最好是整合于一預(yù)處理電路中。預(yù)處理電 路最好是更包含一第二階濾波器，用以從接收的信號(hào)濾除低頻信號(hào)。


圖1顯示利用超聲波收發(fā)器測(cè)量飛行時(shí)間的波形示意圖；圖2為照明系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)的概要立體圖；圖3為顯示于圖2的系統(tǒng)中的手部移動(dòng)及其飛行時(shí)間信號(hào)對(duì)時(shí)間的關(guān)圖；圖4為圖2的照明系統(tǒng)的概要立體圖；圖5為手部的平均尺寸的概要俯視圖；圖6為顯示波束半徑對(duì)超聲波波束角與垂直距離的三維圖；圖7概要地顯示手伸入與伸出波束的移動(dòng)，以及其飛行時(shí)間信號(hào)對(duì)時(shí)間的相關(guān) 圖；圖8為超聲波收發(fā)器與外罩的概要剖面圖；圖9與10圖概要地顯示本發(fā)明的電子硬件實(shí)施例示意圖；圖11為依據(jù)本發(fā)明的照明系統(tǒng)的立體圖；圖12為本發(fā)明照明系統(tǒng)的第一與第三實(shí)施例的概要俯視圖，用以通過(guò)使用超聲 波脈沖來(lái)決定手在平面中的移動(dòng)；圖13為顯示在圖12的照明系統(tǒng)中的超聲波脈沖的回音的時(shí)間6
圖14A-圖14H概要地顯示手在圖12的照明系統(tǒng)中的移動(dòng)；圖15顯示本發(fā)明照明系統(tǒng)的第二實(shí)施例的立體圖，用以通過(guò)使用超聲波脈沖來(lái) 決定手在平面中的移動(dòng)；圖16顯示圖15的照明系統(tǒng)的概要前視圖與概要側(cè)視圖；圖17顯示在圖15的照明系統(tǒng)中的超聲波收發(fā)器的旋轉(zhuǎn)的概要視圖；圖18顯示在圖15的照明系統(tǒng)中的超聲波脈沖的回音的時(shí)間圖；圖19與圖20為本發(fā)明照明系統(tǒng)的第三實(shí)施例的概要視圖，用以通過(guò)使用超聲波 脈沖來(lái)決定手在平面中的移動(dòng)；圖21A 圖21C分別概要地顯示LED陣列的照明系統(tǒng)的光束的聚焦與偏離；圖22顯示照明系統(tǒng)的概要橫剖面與底視圖；圖23顯示供圖22的照明系統(tǒng)用的照明系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器的概要配置；圖24A-圖24G概要顯示圖22的照明系統(tǒng)的波束偏離過(guò)程；以及圖25A-圖25E概要顯示圖22的照明系統(tǒng)的波束聚焦過(guò)程。
具體實(shí)施例方式為讓本發(fā)明的內(nèi)容能更明顯易懂，下文特舉一較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說(shuō) 明如下如圖2所示，照明系統(tǒng)1包含多個(gè)LED以及內(nèi)建于這些LED的中心的一超聲波收 發(fā)器。照明系統(tǒng)1亦內(nèi)建有用以將收發(fā)器的信號(hào)轉(zhuǎn)換成控制信號(hào)的一處理單元，以及用以 調(diào)整光特性的一控制單元。如果超聲波收發(fā)器被開(kāi)啟，則其將傳遞一超聲波信號(hào)。如果一物體出現(xiàn)，則超聲波 信號(hào)將被物體反射并將被在照明系統(tǒng)內(nèi)部的超聲波收發(fā)器所接收。在傳送與接收超聲波信 號(hào)之間被稱(chēng)為飛行時(shí)間的時(shí)間差將受到測(cè)量。如果在物體與照明系統(tǒng)1之間的距離改變， 則將測(cè)量出另一飛行時(shí)間值。物體被檢測(cè)到的移動(dòng)為一維移動(dòng)(此物體必須停留在超聲波 圓錐波束中)。飛行時(shí)間的改變將被轉(zhuǎn)換算成數(shù)字控制信號(hào)的改變。此種控制信號(hào)將進(jìn)一 步控制光束的特性，比如色彩、強(qiáng)度或色溫等。物體可能是使用者的手2。因此，手2的一維移動(dòng)，諸如上/下或左/右方向(取 決于照明系統(tǒng)的位置，水平或垂直)，可控制光束特性。在商業(yè)上可得到的超聲波發(fā)射器_反射器_接收器型式(TRR)的脈沖回音距離測(cè) 量單元中，大部分的共同任務(wù)用以測(cè)量到達(dá)最接近反射物體的距離。測(cè)量的時(shí)間代表行進(jìn) 兩倍的距離。傳回的信號(hào)本質(zhì)上遵循相同的路徑回到位于靠近發(fā)射器的接收器。發(fā)射器與 接收器位于相同裝置中。接收器經(jīng)過(guò)放大器傳遞這些反射信號(hào)(回音)至微控制器，其通 過(guò)使用空氣中的聲音的速度，測(cè)定它們的時(shí)間以決定物體的距離。超聲波信號(hào)的飛行時(shí)間通常被用來(lái)作為一種距離測(cè)量方法。如圖1所顯示，一種 飛行時(shí)間測(cè)量通過(guò)將測(cè)量的接收時(shí)間(圖1中的R)減去信號(hào)的發(fā)射時(shí)間(圖1中的T)而 形成。此種時(shí)間距離信息將被轉(zhuǎn)變成在微處理器中的二進(jìn)碼，并用以控制照明系統(tǒng)的特性。在圖2中，手2為障礙物/物體，而桌子、地板或天花板3為參考物。超聲波收發(fā)器 以圓錐波束4的型式傳遞超聲波。如果從收發(fā)器到參考物的距離y為1. 5公尺，則超聲波 波束4的總運(yùn)行距離為2*y = 3公尺，而其飛行時(shí)間為8. 7毫秒(于25°C的環(huán)境溫度下)。如果從收發(fā)器到手的距離χ為0. 5公尺，則飛行時(shí)間為2. 9毫秒。如果手部移動(dòng)的控制級(jí) 距(st印)所需要的精度為2公分(0. 12毫秒的飛行時(shí)間級(jí)距)，且控制的范圍比如為64公 分，則可有32個(gè)控制級(jí)距，其允許5位控制。如圖3所示，控制信號(hào)通過(guò)手2朝超聲波波束4的一維垂直方向移動(dòng)而產(chǎn)生。在 Tl = 1秒時(shí)，手2在波束4外部，因此參考值會(huì)被測(cè)量，且此時(shí)照明系統(tǒng)控制是失效的(階 段A)。在T2 = 2秒時(shí)，手2移動(dòng)進(jìn)入波束4中，且被保持于該處持續(xù)1秒以上，直到在T3 =3秒時(shí)，照明系統(tǒng)控制被微控制器所致動(dòng)(階段B)為止。接著，在T3 = 3秒與T5 = 5 秒之間，手2向上移動(dòng)，借以使比如照明系統(tǒng)1的強(qiáng)度根據(jù)微處理器產(chǎn)生的控制信號(hào)變化而 增加(階段C)。在T6 = 6秒時(shí)，手2從波束4撤出，因此參考值會(huì)再次被測(cè)量，并借以使照 明系統(tǒng)控制失效(階段D)。此外，如顯示于T7 = 7秒，若手2意外地在超聲波波束4中移 動(dòng)，其并無(wú)法啟動(dòng)照明系統(tǒng)控制，因此照明系統(tǒng)并不會(huì)被意外調(diào)整(階段E)。在上述的照明 系統(tǒng)控制中，物體需保持在超聲波波束4中持續(xù)1秒以上，產(chǎn)生如階段B的控制信號(hào)，才能 啟動(dòng)照明系統(tǒng)控制。超聲波波束4的圓錐角對(duì)提供可靠的手部控制是很重要的。在圖4中，于參考位 置的波束半徑為r。于手部位置的波束半徑rh必須具有足以通過(guò)手來(lái)進(jìn)行控制的檢測(cè)范 圍。在照明系統(tǒng)特性的控制期間，檢測(cè)波束半徑的平均值應(yīng)該幾乎等于手部形狀的平均長(zhǎng) 度的一半，如圖5所示。如果總控制范圍在X/2左右(對(duì)于照明系統(tǒng)/桌應(yīng)用而言)，則在 照明系統(tǒng)特性的控制期間，則最小檢測(cè)波束半徑約在Lh/2左右。舉例而言如果Lh = 150 公厘且X= 1.5公尺，則超聲波波束角θ應(yīng)該是11度。垂直距離X、超聲波波束角與波束 半徑之間的函數(shù)關(guān)顯示于圖6中。如圖7所示，如果手2在狹小超聲波圓錐4中，則將可執(zhí) 行照明系統(tǒng)控制。寬廣超聲波波束4的縮小與超聲波收發(fā)器5的聲壓電平(SPL)的增加可 通過(guò)外罩(horn)6而達(dá)成，如圖8所示。為了將照明系統(tǒng)的成本減至最小并為了具有控制所有可能的照明特性(像色彩、 強(qiáng)度等等)的可能性，執(zhí)行控制功能所需要的電子電路整合于照明系統(tǒng)中。用于姿態(tài)控制 的微處理器亦整合于LED控制微處理器中，用以更多的減少成本。照明系統(tǒng)中的超聲波傳 感器的整合使低成本、高容積產(chǎn)品變成可能。參考圖9，如上所述，微控制器傳遞一脈沖至超聲波收發(fā)器5的超聲波發(fā)射器。一 數(shù)字脈沖信號(hào)通過(guò)一微控制器13的控制部13A而產(chǎn)生，并通過(guò)微控制器13中的DA-轉(zhuǎn)換 器17而轉(zhuǎn)換成一電性脈沖。此種脈沖將被預(yù)處理器10中的放大器18(更詳細(xì)顯示于圖 10)放大至一數(shù)值，其可被超聲波收發(fā)器5的超聲波發(fā)射器部所使用。然后，壓電超聲波收 發(fā)器5傳遞一超聲波信號(hào)(比如于40kHz的頻率)。一物體將反射此超聲波信號(hào)。預(yù)處理 器10將經(jīng)由超聲波收發(fā)器5接收反射的信號(hào)。為了減少外部擾動(dòng)的影響，反射信號(hào)被比如 20kHz ( = fc)的第二階高通濾波器11所過(guò)濾。在過(guò)濾之后，反射信號(hào)被預(yù)處理器10中的 放大器12放大。微控制器13包含一比較器14，其從預(yù)處理器10 (其可被微控制器13處理)所接 收的電性信號(hào)建立一數(shù)字脈沖信號(hào)。 微控制器13更包含有一調(diào)變器20 (其連接至LED驅(qū)動(dòng)器19)的LED驅(qū)動(dòng)器部13B，
以及ROM 15與RAM 16的一部分，其與微控制器的控制部13A共享。 被配置成用以驅(qū)動(dòng)LED的微控制器13為公知技藝所熟知的，但其可更進(jìn)一步被程
8序化以執(zhí)行如上所述的控制功能。微控制器可以是簡(jiǎn)單的處理器，比如屬于8051家族。ROM 15的儲(chǔ)存容量例如為2kB，而RAM 16的儲(chǔ)存容量例如為256字節(jié)。圖11顯示依據(jù)本發(fā)明的照明裝置，其包含具有標(biāo)準(zhǔn)白熾燈型配件的一外殼23，配 置成環(huán)狀的十個(gè)LED 21，以及在一外罩6中的一收發(fā)器5。另外，像是微控制器13、預(yù)處理 器10與LED驅(qū)動(dòng)器19的所有電子組件皆?xún)?nèi)建于外殼23中。借以獲得非常小型的照明系 統(tǒng)，其不需要待被操作與控制的附帶外部配件?，F(xiàn)在參考圖12-圖18，其說(shuō)明一種延伸的照明系統(tǒng)，其允許在XY平面中通過(guò)姿態(tài) (例如手部位移)來(lái)控制照明特性，XY平面垂直于Z軸，且Z軸延伸為照明系統(tǒng)的光束的軸 線。XY平面方向的姿態(tài)控制為姿態(tài)照明控制帶來(lái)額外可能性，XY平面方向的姿態(tài)控制可與 上述單純Z方向的飛行時(shí)間的姿態(tài)控制方法結(jié)合。舉例而言，可朝某個(gè)方向通過(guò)手部移動(dòng) 來(lái)拉動(dòng)或推動(dòng)光束。又，比如通過(guò)手部移動(dòng)作圓形動(dòng)作，亦可能進(jìn)行照明控制。通過(guò)另外使 用如上所述的飛行時(shí)間的判定，可達(dá)成兩種照明控制的組合，就像光束偏離與光強(qiáng)度可同 時(shí)受到控制一樣?；蛘?，可使用在XY平面中的姿態(tài)來(lái)切換所欲控制的照明特性，例如從控 制一種照明特性切換至另一種照明特性。第一實(shí)施例請(qǐng)參考圖12-圖14作說(shuō)明。依據(jù)圖12，照明系統(tǒng)1設(shè)有配置成三角 形的三個(gè)壓電超聲波收發(fā)器5，其被配置成使它們的超聲波波束的軸線平行于光束4的軸 線并在光束4中延伸。例如XY平面中的手2的物體的位置通過(guò)三個(gè)收發(fā)器5個(gè)別檢測(cè)所 決定。此位置通過(guò)從一個(gè)收發(fā)器5相繼傳送一超聲波脈沖而決定。三個(gè)收發(fā)器5會(huì)判斷在 每個(gè)脈沖被收發(fā)器5的其中一個(gè)送出之后是否接收到反射的信號(hào)。由這種相繼傳送與平行 接收方法所決定的物體位置，會(huì)被換算成為一種二進(jìn)碼。從這種碼中可以決定物體的XY位 置，并可將這種碼換算成為照明控制指令，像是光束偏離或其它像是色彩、強(qiáng)度、聚焦等等 的照明控制。在圖13中，其為第一實(shí)施例的控制方法的時(shí)間圖。三個(gè)收發(fā)器在三個(gè)時(shí)間間隔 to、tl與t2接續(xù)傳遞超聲波信號(hào)。三個(gè)收發(fā)器將判斷是否接收被一發(fā)射器送出的一回音 信號(hào)，其取決于手2的位置。在圖13中，一虛線區(qū)塊表示所接收的回音信號(hào)強(qiáng)度在一預(yù)定 閾值以下，而回音信號(hào)給定為數(shù)值0。如果回音信號(hào)強(qiáng)度等于或在閾值之上，則回音信號(hào)給 定為數(shù)值1。這種回音信息如表1所示。表1 相繼傳送與平行接收方法的信息的例子
時(shí)間相繼傳送平行接收TlT2Τ3RlR2R3t = toTlo= 1Τ2ο= 0Τ30= 0Rl0= 1R20= 0R30= 1t = t,Tl1= 0Τ2,= 1Τ3產(chǎn)0Rl1= 1R2,= 0R3 丨=0t = t2Tl2= 0Τ22= 0Τ32= 1Rl2= 1R22= 0R32: 0 這種二進(jìn)制信息通過(guò)下述方程式而換算成為XY平面中的位置
n-l
P=Q
η-\
Y{Rk+x)p-(Wxk^)l
^=O
于此，η為收發(fā)器的總數(shù)，Wx與Wy為加權(quán)數(shù)，k與m為收發(fā)器指數(shù)。X與Y數(shù)值決定手2在XY平面中的實(shí)際位置。如果手2正移動(dòng)至一某個(gè)方向，則 Χ、γ值會(huì)跟著改變。因此，從這些數(shù)值，可得知手部位移方向。如果手2在X或Y方向或兩 者中的控制范圍的外部移動(dòng)，則數(shù)值會(huì)被固定至常數(shù)值。手2的移動(dòng)方向與距離及/或其 實(shí)際位置將被換算成為照明控制指令，例如控制光束在某個(gè)XY方向中的偏轉(zhuǎn)動(dòng)作。手一般會(huì)呈現(xiàn)球形，其會(huì)導(dǎo)致波束散射效應(yīng)。為了減少散射對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，最 好是將例如10度波束角度的外罩(horn)置放于收發(fā)器上。使用10度外罩的一項(xiàng)額外優(yōu) 點(diǎn)為可送出具有更高的聲音壓力電平的信號(hào)。圖14A-圖14H顯示為手2位于8個(gè)不同的XY平面位置的例子，而針對(duì)每個(gè)位置 與其每個(gè)收發(fā)器所產(chǎn)生的二進(jìn)制數(shù)值的表格顯示如下。表2a(圖 14A，位置 1) :X = 0、Y =-0. 5 表 2b (圖 14B，位置 2) :X = -0. 5、Y = -0. 5 表 2c (圖 14C，位置 3) =X = -UY = -0. 5 表2d(圖14D，位置4) :X、Y檢測(cè)范圍夕卜 表 2e (圖 14E，位置 5) :X = 0、Y =-0. 5 表2f (圖 14F，位置 6) :X = +0. 5、Υ = _0· 5 表 2g(圖 14G，位置 7) =X = +UY = _0· 5 表2h (圖14H，位置8) :X、Y檢測(cè)范圍夕卜 現(xiàn)在參考圖15-圖18，其將說(shuō)明用以決定在XY平面中的手部位置的第二實(shí)施例。 此方法與上述方法比較，其區(qū)別在于只使用一個(gè)超聲波收發(fā)器5，其在照明系統(tǒng)軸線周?chē)?照明系統(tǒng)中被旋轉(zhuǎn)，以使物體的定位可在一次回轉(zhuǎn)中達(dá)成。依據(jù)圖15與圖16，照明系統(tǒng)1包含一陣列的LED 21與安裝于一旋轉(zhuǎn)崁齒輪 (cogwheel) 30上的一壓電超聲波收發(fā)器5，以使收發(fā)器5沿著照明系統(tǒng)1的周?chē)苿?dòng)。崁 齒輪30被另一個(gè)小崁齒輪31所驅(qū)動(dòng)，而崁齒輪31連接至一步進(jìn)馬達(dá)32。收發(fā)器5旋轉(zhuǎn)速 度高于在XY平面中的手部移動(dòng)速度。舉例而言，如果收發(fā)器5的旋轉(zhuǎn)速度為4Hz，則收發(fā)器 的一次回轉(zhuǎn)所需要的時(shí)間為250毫秒(ms)。在這個(gè)期間之內(nèi)，物體的XY位置受到檢測(cè)，且 于此期間，手2將不會(huì)大幅移動(dòng)。為了決定沿著照明系統(tǒng)的周?chē)氖瞻l(fā)器位置，參考收發(fā)器位置由被配置于前述位 置的供超聲波信號(hào)使用的阻隔濾波器33所定義。決定參考位置的參考校準(zhǔn)可在一次收發(fā) 器5回轉(zhuǎn)中被實(shí)現(xiàn)。例如當(dāng)將手2的物體設(shè)置于收發(fā)器5檢測(cè)范圍時(shí)，將啟動(dòng)收發(fā)器5的 旋轉(zhuǎn)。此位置通過(guò)從收發(fā)器5發(fā)射一超聲波脈沖并判斷是否接收一反射的信號(hào)而決定， 然后，旋轉(zhuǎn)收發(fā)器5至下一個(gè)位置并重復(fù)這個(gè)步驟，直到于所有位置達(dá)成這樣的判斷為止， 如圖17所示。在圖18中，其提供上述控制方法的時(shí)間圖。收發(fā)器在例如12個(gè)時(shí)間間隔t0、tl··· til相繼傳遞超聲波信號(hào)(Τ0···Τ11)。于每個(gè)步驟，收發(fā)器5將判斷是否接收回音信號(hào)(R(l··· Rll)，其取決于手2的位置。在圖18中，虛線區(qū)塊表示所接收的回音信號(hào)強(qiáng)度在預(yù)定閾值 以下，且回音信號(hào)被給定為數(shù)值0。如果回音信號(hào)強(qiáng)度等于或在閾值之上，回音信號(hào)則被給 定為數(shù)值1。這種回音信息的一例顯示于表3中。表3 這種二進(jìn)制信息可通過(guò)下述方程式而被換算成為在XY平面中的位置 于此，η為在一次收發(fā)器回轉(zhuǎn)期間測(cè)量的總數(shù)，Wx與Wy為加權(quán)數(shù)。在相較于參考位置的測(cè)量期間，加權(quán)數(shù)值取決于收發(fā)器位置?，F(xiàn)在參考圖19-圖20，其將說(shuō)明用以決定在XY平面中的手部位置的第三實(shí)施例。依據(jù)圖19與圖20，照明系統(tǒng)1設(shè)有兩個(gè)壓電超聲波傳感器5，其中一個(gè)傳感器為 收發(fā)器，而另一個(gè)傳感器為接收器，其被配置成使它們的超聲波波束的軸線平行于光束4 的軸線并在光束4中延伸。或者，為了達(dá)到更正確的結(jié)果，可應(yīng)用更多傳感器(比如三個(gè)收 發(fā)器)，其配置成三角形，如圖12所示，其中在本實(shí)施例中部分傳感器為接收器。例如XY平 面中的手2的物體的位置通過(guò)這些收發(fā)器5得到的飛行時(shí)間而決定。此位置通過(guò)從一個(gè)收 發(fā)器5 —次相繼傳送一超聲波脈沖而決定。在其中一個(gè)收發(fā)器5送出每個(gè)脈沖之后，每一 個(gè)收發(fā)器5依據(jù)較早說(shuō)明的方法決定反射的信號(hào)的飛行時(shí)間。原則上，此方法只需要一個(gè) 發(fā)射器以傳遞一超聲波脈沖，以及需要兩個(gè)接收器以決定反射的信號(hào)的飛行時(shí)間。物體的位置通過(guò)結(jié)合兩個(gè)以上的接收器的飛行時(shí)間測(cè)量而決定。為了達(dá)成可靠的 判定，在超聲波傳感器之間的距離必須足夠大。如果比如飛行時(shí)間測(cè)量的精度為2公分，為 了達(dá)成離收發(fā)器1公尺的物體的可靠的位置判定，兩個(gè)傳感器之間的距離必須至少28公 分。于此情況下的超聲波波束角度必須足夠大。例1 若傳感器的數(shù)目為兩個(gè)，其中一個(gè)收發(fā)器(包含發(fā)射器及接收器)與一個(gè)接 收器。在XY平面中的距離可計(jì)算如下 于此，Vair為于室溫下的聲音速度，約為344公尺/秒(m/s)。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，傳感器設(shè)置于XY平面中，且被配置成能使兩者都在X軸上且位于 同一 Y軸上。其中，必須被定義的唯一參數(shù)為傳感器之間的距離d。利用這些假設(shè)，發(fā)射器 與接收器的新坐標(biāo)變成接收器Rl=(0，0)R2 = (d,0)發(fā)射器=T1= (0,0)利用新坐標(biāo)，上述表達(dá)式變成更加容易處理對(duì)t = tQ 而言 物體位置Xq、yQ于t = tQ將是 于t =、時(shí)的位置被使用作為手的初始位置。于另一時(shí)間t =、，將重復(fù)相同的測(cè)量，用以檢測(cè)物體的移動(dòng)距離方向。移動(dòng)方向被計(jì)算如下Δχ = (χ0) t = t0-(χ0) t = tlAy= (y0)t = t0-(y0)t = tl如果Δχ為正，則手2朝左方移動(dòng)，如果Ay為正，則手2朝向下方向移動(dòng)。因此， 于此情況下，手2移動(dòng)朝向西南方向。這種位置改變可被換算成為一種二進(jìn)碼，并用來(lái)控制 照明特性，比如在物體移動(dòng)朝向西南方向時(shí)，用以使照明光束移動(dòng)并進(jìn)入相同方向中。例2 為了能決定物體在ζ方向中的位移，其又包含額外收發(fā)器。在ζ方向中的位 移的判定可用于額外選單控制。于此例中，在系統(tǒng)中可使用一個(gè)發(fā)射器與三個(gè)接收器，如圖 12所示的配置位置?；驹砼c在例1中的相同。針對(duì)三個(gè)傳感器替代例1的方案一個(gè) 收發(fā)器與兩個(gè)接收器，來(lái)執(zhí)行飛行時(shí)間測(cè)量。從發(fā)射器至物體(手)與從物體至三個(gè)接收器的距離計(jì)算可通過(guò)下述方程式而執(zhí) 行 這些為具有3個(gè)未知數(shù)的3個(gè)方程式。計(jì)算結(jié)果為(X。) t = t。、(y0) t = t。、(z0) t = t。，其為物體的初始位置。這些測(cè)量與計(jì)算于t =、時(shí)重復(fù)，用以檢測(cè)物體的移動(dòng)距離與方向，其將得出(Xtl) t = u、(y。) t = u、(zo) t = ti 等等。移動(dòng)方向的計(jì)算方式如下 如果Δ χ為正，則物體朝左方移動(dòng)，如果Ay為正，則物體朝拉出方向移動(dòng)，而如果 Δ ζ為正，則物體朝向下方向移動(dòng)。因此，物體移動(dòng)朝向西南-向下方向(在XYZ空間中)。這種位置將被換算成為二 進(jìn)碼，并用來(lái)控制照明特性，比如于此情況下，在物體朝向西南方向時(shí)，用以使照明光束移 動(dòng)進(jìn)入相同方向中。這種位置信息的使用的另一例在XY方向中的移動(dòng)控制照明光束移動(dòng) 的方向，而在Z方向中的移動(dòng)控制照明光束移動(dòng)的大小。例3 于此例中，在如圖12所示的統(tǒng)中說(shuō)明了具有三個(gè)收發(fā)器的系統(tǒng)。這提供從 不同的發(fā)射器位置測(cè)量物體位置三次的可能性。首先，于t = t(1，發(fā)射器Tl將傳遞超聲波信號(hào)至物體。信號(hào)將被物體反射，并被三 個(gè)接收器(R1、R2、R3)所接收。
0160] 這些為具有3個(gè)未知數(shù)的3個(gè)方程式。計(jì)算結(jié)果為[(x0)t = t0]T1，[(y0)t = t0]T1，[(z0)
t = to] Tl °于t = t1;發(fā)射器T2將傳遞聽(tīng)覺(jué)信號(hào)至物體。信號(hào)將被物體反射，并將被三個(gè)接
收器所接收。 這些為具有3個(gè)未知數(shù)的3個(gè)方程式。計(jì)算結(jié)果為[(x0)t = tl]T2, [(y0)t = ti]i2' [(z0)t = tl]T2。于t = t2，發(fā)射器T3將傳遞超聲波信號(hào)至物體。信號(hào)將被物體反射，并被三個(gè)接
收器所接收。
這些為具有3個(gè)未知數(shù)的3個(gè)方程式。計(jì)算結(jié)果為[(X。) t = t2] T3，[ (y0) t = t2] T3，[ (z0)
t = t2-l T3° 為了得到物體的更可靠的位置，可計(jì)算出于t =、、t =、與t = t2的J 的平均值。這是可能的，因?yàn)槲矬w定位的取樣頻率比物體移動(dòng)速度來(lái)的高很多。
-水
！^則量 這個(gè)位置為物體的初始位置。這些測(cè)量與計(jì)算將于tb(t3、t4、t5)重復(fù)，用以檢測(cè)物體的移動(dòng)與移動(dòng)方向，其將得 出(X0) tb、 (y0) tb、 (Z0)移動(dòng)方向的計(jì)算方式如下 Δ χ =(X0)ta" “Ο)
Ay =(y0)ta- (y0)
Δζ =(Z0)ta" (Z0)如果Δ χ為正，則物體朝左方移動(dòng)，如果Ay為正，則物體朝拉出方向移動(dòng)，而如果 Δ ζ為正，則物體朝向下方向移動(dòng)。因此，物體移動(dòng)朝向西南-向下方向(在XYZ空間中)。這種位置將被換算成為二 進(jìn)碼，并用于照明控制目的，比如當(dāng)物體于此情況下朝向西南方向移動(dòng)時(shí)，其將使照明光束 移動(dòng)進(jìn)入相同方向中，且同時(shí)根據(jù)向下方向的移動(dòng)，比如光強(qiáng)度將被減少。這種位置信息的 使用的另一例在XY方向中的移動(dòng)可控制照明光束移動(dòng)的方向，而在Z方向中的移動(dòng)可控 制光束移動(dòng)的大小。參考圖21-圖25，其說(shuō)明一種照明系統(tǒng)1能夠在寬廣范圍與在小區(qū)域中進(jìn)行照明 光束的連續(xù)聚焦控制(圖21Α)與偏轉(zhuǎn)(圖21Β與圖21C)，而不需要移動(dòng)照明系統(tǒng)1的任何 物理部分。這種照明系統(tǒng)最好是與如上所述的XY平面姿態(tài)控制系統(tǒng)結(jié)合，用以改變光束的 方向或聚焦。依據(jù)圖22，照明系統(tǒng)1分為三個(gè)分離的環(huán)形部40A、40B、40C，每個(gè)包含一陣列的 LED 21。這些LED可能是具有多色彩，能使照明系統(tǒng)顯示多種色彩的選擇。雖然這些圖顯 示圓形的陣列，但像是長(zhǎng)方形或其它形狀亦是可能的。照明系統(tǒng)中央部40A包含在LED 21 前面的塑料透鏡41，用以聚焦中央光束。中間部40B包含一環(huán)狀排列的LED而沒(méi)有透鏡。 在中央與中間部40A/B中的LED被配置成使它們的照明光束的軸線平行于照明系統(tǒng)軸線。 在第三部40C中，LED 21安裝成與照明系統(tǒng)軸線夾成一角度，此角度在0與90度之間，比如40度。LED安裝成在遠(yuǎn)離照明系統(tǒng)(比如1公尺)的預(yù)定最小使用距離，使每個(gè)LED的 照明光束與其相鄰的照明光束重迭，以獲得連續(xù)受照明的區(qū)域。LED安裝于金屬外殼中，此金屬外殼具有將三個(gè)群組的LED分離的壁面，且具有冷 卻LED溫度的散熱(heatsink)功能。參考圖23，如上所述的姿態(tài)照明控制系統(tǒng)(或普通遙控器)會(huì)傳遞照明光束位置 或聚焦指令至一微控制器。微控制器將這種信息換算成為關(guān)于必須選擇哪些LED 21與關(guān) 于每一個(gè)LED 21的強(qiáng)度的指令。一擴(kuò)大器/選擇器用來(lái)選擇大量的驅(qū)動(dòng)器1 η以及與 其連接的LEDl η。對(duì)一點(diǎn)光源而言，其察覺(jué)亮度B與測(cè)量照度E之間的關(guān)為B = k-y[E其為須被補(bǔ)償?shù)姆蔷€性行為。如果在照明光束的控制期間，平均察覺(jué)亮度保持固 定，則平均照明E須是固定的。因此，在照明光束的控制期間，每單位面積投射在一表面上 的總光通量會(huì)保持固定。圖24A-圖24G概要地顯示在圖22的照明系統(tǒng)中的組合光束的方向如何平穩(wěn)地 從如圖24A中的朝下方向改變成如圖24G中的橫向傾斜方向(較亮畫(huà)線區(qū)表示較亮區(qū)域/ LED，更密集地畫(huà)線區(qū)表示較暗區(qū)域/LED)。為了執(zhí)行這種控制指令，在照明系統(tǒng)中的微控 制器被配置成用以逐漸改變個(gè)別LED的亮度，以獲得在組合光束的方向中的平穩(wěn)改變的效 圖25A-圖25E概要地顯示在圖22的照明系統(tǒng)中的組合光束的角度如何從具有如 圖25A中的大角度的寬闊波束平穩(wěn)地改變成具有圖24E中的小角度的聚焦波束。為了執(zhí)行 這種控制指令，在照明系統(tǒng)中的微控制器被配置成用以逐漸地改變個(gè)別LED的亮度，以獲 得在組合光束的角度中的平穩(wěn)改變的效果。綜上所述，雖然本發(fā)明已以一較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本 發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更 動(dòng)與潤(rùn)飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求書(shū)的保護(hù)范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種照明系統(tǒng)，其特征在于，該照明系統(tǒng)包含一發(fā)光單元，配置成用以將電力轉(zhuǎn)換成一光束；一照明控制單元，配置成用以調(diào)整該光束的照明特性；多個(gè)超聲波發(fā)射器，配置成用以發(fā)射多個(gè)超聲波信號(hào)；多個(gè)超聲波接收器，配置成用以接收反射的多個(gè)超聲波信號(hào)；以及一處理單元，配置成用以相繼地經(jīng)由各該發(fā)射器發(fā)射一超聲波脈沖，并用以在每個(gè)脈沖送出之后判斷這些接收器的哪一個(gè)在一預(yù)定周期之內(nèi)接收具有超過(guò)一預(yù)定閾值的振幅的一反射的超聲波信號(hào)，并用以根據(jù)該判斷結(jié)果將多個(gè)控制信號(hào)傳遞至該照明控制單元。
2.如權(quán)利要求1或2所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述這些超聲波發(fā)射器與接收器配 置成等邊的多邊形或圓形。
3.如權(quán)利要求1、2或3所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包含三個(gè)發(fā)射器與三個(gè) 接收器。
4.如權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射器與所述接收 器為結(jié)合式收發(fā)器。
5.如權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述接收器設(shè)有聲音警 報(bào)器。
6.如權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述處理單元被配置成 用以根據(jù)該判斷結(jié)果來(lái)從多個(gè)型式的控制信號(hào)中選擇一型式的控制信號(hào)，其中每個(gè)型式的 控制信號(hào)控制不同的照明特性。
7.如權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，所述處理單元還被配置 成用以推導(dǎo)表示在該發(fā)射與接收的超聲波信號(hào)之間的時(shí)間差的一飛行時(shí)間信號(hào)，并用以根 據(jù)該飛行時(shí)間信號(hào)來(lái)傳遞該照明控制單元的控制信號(hào)。
全文摘要
一種照明系統(tǒng)包含一發(fā)光單元，配置成用以將電力轉(zhuǎn)換成一光束；一照明控制單元，配置成用以調(diào)整該光束的照明特性；多個(gè)超聲波發(fā)射器，配置成用以發(fā)射多個(gè)超聲波信號(hào)；多個(gè)超聲波接收器，配置成用以接收反射的多個(gè)超聲波信號(hào)；以及一處理單元，配置成用以相繼地經(jīng)由各該發(fā)射器發(fā)射一超聲波脈沖，并用以在每個(gè)脈沖送出之后判斷這些接收器的哪一個(gè)在一預(yù)定周期之內(nèi)接收具有超過(guò)一預(yù)定閾值的振幅的一反射的超聲波信號(hào)，并用以根據(jù)該判斷結(jié)果將多個(gè)控制信號(hào)傳遞至該照明控制單元。
文檔編號(hào)H05B37/02GK101918754SQ200780101418
公開(kāi)日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2007年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月8日
發(fā)明者湯尼·彼特·凡艾德, 陳子南 申請(qǐng)人:建興電子科技股份有限公司