專(zhuān)利名稱(chēng)：用于在使用交流驅(qū)動(dòng)光源的光輸出中嵌入數(shù)據(jù)信號(hào)的照明設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及照明設(shè)備、光接收器、照明系統(tǒng)和方法的領(lǐng)域，更加具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及用于在這樣的照明設(shè)備的光輸出中嵌入數(shù)據(jù)的設(shè)備、系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，為了使消費(fèi)者能夠獲得用于特定房間或空間的期望環(huán)境，正在研發(fā)非常先進(jìn)的照明系統(tǒng)。這樣的照明系統(tǒng)的例子是在諸如房間、大廳或機(jī)動(dòng)車(chē)之類(lèi)的結(jié)構(gòu)中布置幾個(gè)照明設(shè)備。可能包括發(fā)光二極管的照明設(shè)備發(fā)射攜帶編碼(數(shù)據(jù)符號(hào)的系列)的可見(jiàn)光，即編碼光，以便識(shí)別光源或光源組。通過(guò)調(diào)制來(lái)自照明設(shè)備的光輸出來(lái)發(fā)送光源編碼。在這種照明系統(tǒng)中，用于接收編碼的光接收器例如實(shí)現(xiàn)在用于控制照明設(shè)備的遙控設(shè)備中或者嵌入在諸如開(kāi)關(guān)或傳感器設(shè)備之類(lèi)的另一設(shè)備中。編碼光對(duì)于批發(fā)市場(chǎng)照明設(shè)備例如實(shí)現(xiàn)精細(xì)調(diào)節(jié)光源也是有益的，并且編碼光允許在光輸出中嵌入代表例如溫度或其它狀態(tài)信息的各個(gè)信息。批發(fā)市場(chǎng)照明設(shè)備可以在交流電源和光源之間有直接的連接。這樣的照明設(shè)備一般來(lái)說(shuō)不包含電驅(qū)動(dòng)器。可以認(rèn)為，這樣的照明設(shè)備為更加先進(jìn)的照明系統(tǒng)鋪平了道路并提供了市場(chǎng)。其中光源與交流電源直接連接的照明設(shè)備與直流驅(qū)動(dòng)光源相比是有缺點(diǎn)的(盡管這些直流驅(qū)動(dòng)光源是較昂貴的)，例如效能較低，并且由于交流調(diào)制頻率導(dǎo)致產(chǎn)生某些可見(jiàn)的閃爍。US2006/175985公開(kāi)了一種用于按照多個(gè)相位驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管(LED)的方法和電路。提供一串發(fā)光二極管，這一串發(fā)光二極管劃分成相互串聯(lián)連接的組。每一組發(fā)光二極管通過(guò)分開(kāi)的導(dǎo)電路徑耦合到地。在每個(gè)導(dǎo)電路徑中提供相位開(kāi)關(guān)。增加輸入電壓，使得沿這一串發(fā)光二極管的下游方向逐個(gè)組地依次導(dǎo)通這一串發(fā)光二極管?？梢允褂冒ㄟ@種電路的照明設(shè)備來(lái)接通/斷開(kāi)相應(yīng)的發(fā)光二極管(發(fā)光二極管組)，以便獲得最大的光輸出，如將在附圖的詳細(xì)描述中更加詳細(xì)地說(shuō)明的那樣。這種交流驅(qū)動(dòng)的照明設(shè)備的一個(gè)問(wèn)題是，雖然光輸出可以得到優(yōu)化，但不能實(shí)現(xiàn)在光輸出中嵌入數(shù)據(jù)符號(hào)(編碼)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供能夠在光輸出中嵌入數(shù)據(jù)符號(hào)的交流驅(qū)動(dòng)的照明設(shè)備、 照明系統(tǒng)和方法。本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供能夠接收和處理包含嵌入數(shù)據(jù)的光輸出的光接收器。公開(kāi)了一種照明設(shè)備，所述照明設(shè)備可連接到交流電壓源，該交流電壓源用于在一系列的時(shí)間間隔期間施加交變電壓。所述照明設(shè)備至少包括第一光源和第二光源，該第一光源和第二光源布置成串聯(lián)連接到交流電壓源，以響應(yīng)交變電壓產(chǎn)生光輸出。提供選擇裝置，所述選擇裝置配置成用于將交變電壓選擇性地施加到第一光源上或者施加到第一光源和第二光源上。提供控制器，用于響應(yīng)包括數(shù)據(jù)符號(hào)的數(shù)字信號(hào)控制選擇裝置，以使在光輸出中包含數(shù)據(jù)符號(hào)中的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)。而且，公開(kāi)了一種在照明設(shè)備的光輸出中嵌入數(shù)據(jù)信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)的方法。所述照明設(shè)備連接到交流電壓源，該交流電壓源用于在一系列時(shí)間間隔期間施加交變電壓。所述照明設(shè)備至少包括第一光源和第二光源，該第一光源和第二光源與交流電壓源串聯(lián)連接，用于響應(yīng)交變電壓產(chǎn)生光輸出。交變電壓響應(yīng)數(shù)據(jù)信號(hào)，將交變電壓選擇性地施加在第一光源上或施加在第一光源和第二光源上，從而使數(shù)據(jù)符號(hào)中的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)在一個(gè)時(shí)間間隔期間嵌入光輸出中。通過(guò)在一個(gè)時(shí)間間隔期間選擇性地控制諸如開(kāi)關(guān)之類(lèi)的選擇裝置，可以控制第一光源發(fā)光，或者可以控制第一光源和第二光源這兩者都發(fā)光。在此時(shí)間間隔期間發(fā)生切換的時(shí)間點(diǎn)稱(chēng)為切換點(diǎn)。通過(guò)根據(jù)將要嵌入的數(shù)據(jù)符號(hào)進(jìn)行選擇性控制，即調(diào)制切換點(diǎn)，來(lái)在照明設(shè)備的光輸出中嵌入數(shù)據(jù)符號(hào)。應(yīng)該注意的是，切換點(diǎn)的二進(jìn)制調(diào)制并不是必要的。還可以設(shè)想出其它類(lèi)型的調(diào)制，包括模擬調(diào)制(利用幅度調(diào)制的控制信號(hào))和數(shù)字調(diào)制(包括多個(gè)電平)。切換點(diǎn)例如可以有4個(gè)位置，這允許在一個(gè)時(shí)間間隔期間在光輸出中包括2個(gè)比特。還要注意的是，所公開(kāi)的照明設(shè)備不一定應(yīng)用于照明的目的，還可以應(yīng)用于數(shù)據(jù)通信。作為一個(gè)例子，照明設(shè)備可以構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的接入點(diǎn)。權(quán)利要求2和14限定了按照本發(fā)明的特定實(shí)施例，以使得數(shù)據(jù)符號(hào)能夠包括在光輸出中?？刂破骺刂圃趤?lái)自第一光源的光發(fā)射和來(lái)自第一光源和第二光源兩者的光發(fā)射之間的時(shí)間切換點(diǎn)的變化，并且因此確定時(shí)間間隔的第一部分和第二部分的持續(xù)時(shí)間。根據(jù)權(quán)利要求3、4和15所述的本發(fā)明的實(shí)施例考慮到在嵌入相同數(shù)據(jù)符號(hào)時(shí)的時(shí)間間隔之間的切換點(diǎn)的差別。切換點(diǎn)的這個(gè)動(dòng)態(tài)變化例如可以應(yīng)用在如下的情況中光接收器相對(duì)于照明設(shè)備移動(dòng)，并且接收器需要在較高的光輸出中嵌入數(shù)據(jù)，以便對(duì)于數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)臋z測(cè)。根據(jù)權(quán)利要求5所述的本發(fā)明的實(shí)施例考慮到能夠檢測(cè)兩個(gè)時(shí)間間隔之間的光輸出變化的簡(jiǎn)單光接收器的使用。根據(jù)權(quán)利要求6所述的本發(fā)明的實(shí)施例提供的優(yōu)點(diǎn)是，對(duì)于相繼的時(shí)間間隔有基本上恒定的積分光功率，并且因此避免在相繼的時(shí)間間隔之間的光輸出中有明顯的可視閃爍。權(quán)利要求7和8的實(shí)施例考慮到在某個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)的較高的數(shù)據(jù)速率。權(quán)利要求 7的實(shí)施例提供可以調(diào)制成在光輸出中嵌入數(shù)據(jù)符號(hào)的另外的光源以及因此提供另外的切換點(diǎn)。權(quán)利要求8的實(shí)施例提供在一個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)的第一光源以及相應(yīng)的第一光源和第二光源的重復(fù)選擇。權(quán)利要求9的實(shí)施例提供用于照明設(shè)備的小形狀因子光源。為了能夠從照明設(shè)備的光輸出中取回?cái)?shù)據(jù)符號(hào)，需要光接收器。光接收器包括光檢測(cè)器，光檢測(cè)器配置成用于檢測(cè)包含數(shù)據(jù)符號(hào)的光輸出。光接收器還可以包括積分器和存儲(chǔ)器中的至少一個(gè)。積分器配置成用于在兩個(gè)時(shí)間間隔中的每一個(gè)時(shí)間間隔從檢測(cè)的光輸出中獲得光功率。存儲(chǔ)器可以存儲(chǔ)表示在一個(gè)時(shí)間間隔期間第一部分和第二部分之間的切換點(diǎn)的信息。光接收器還包括處理器。假如不同數(shù)據(jù)符號(hào)的光功率基本上相等，例如對(duì)于權(quán)利要求6的實(shí)施例那樣，則處理器可以配置成只比較兩個(gè)時(shí)間間隔的相應(yīng)部分以便取回?cái)?shù)據(jù)符號(hào)。盡管整個(gè)時(shí)間間隔的光功率可以是基本上相等的，但時(shí)間間隔的各個(gè)部分可以表示不同的光功率。通過(guò)比較檢測(cè)的切換點(diǎn)與存儲(chǔ)的切換點(diǎn)，也可以取回?cái)?shù)據(jù)符號(hào)。根據(jù)權(quán)利要求12所述的本發(fā)明的實(shí)施例考慮到從光源確定另外的數(shù)據(jù)，如從照明設(shè)備接收的光強(qiáng)度。最后，提出一種包括所述照明設(shè)備和容納這種光接收器的遙控器在內(nèi)的照明系統(tǒng)。以下將更加詳細(xì)地描述本發(fā)明的實(shí)施例。但應(yīng)理解，這些實(shí)施例不應(yīng)該被認(rèn)為是限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。


在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的安裝在一個(gè)結(jié)構(gòu)中的照明系統(tǒng)的示意圖；圖2A和圖2B提供用于交流驅(qū)動(dòng)光源的電路圖和電壓/亮度的特性曲線(xiàn)；圖3提供根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的照明設(shè)備的電路圖；圖4A和圖4B提供光輸出特性曲線(xiàn)，由操作圖3的照明設(shè)備以嵌入數(shù)據(jù)符號(hào)的第
一典型方法產(chǎn)生；圖5A和圖5B提供光輸出特性曲線(xiàn)，由操作圖3的照明設(shè)備以嵌入數(shù)據(jù)符號(hào)的第
二典型方法產(chǎn)生；圖6是照明設(shè)備的典型實(shí)施例；和圖7提供根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光接收器的示意圖示。
具體實(shí)施例方式圖1表示具有一個(gè)安裝的照明系統(tǒng)2的結(jié)構(gòu)1，結(jié)構(gòu)1在此情況下是一個(gè)房間。照明系統(tǒng)2包括多個(gè)照明設(shè)備3。照明設(shè)備3可以包括高/低壓氣體放電源、無(wú)機(jī)/有機(jī)發(fā)光二極管或激光二極管。照明系統(tǒng)2還可以包括遙控器4，允許用戶(hù)控制所述照明設(shè)備3。圖2A提供照明設(shè)備3的電路圖，照明設(shè)備3連接到交流電壓源10，交流電壓源10 與第一發(fā)光二極管(LED)Dl和第二發(fā)光二極管D2串聯(lián)布置。當(dāng)在這些發(fā)光二極管上施加電壓時(shí)發(fā)光二極管Dl和D2發(fā)出光輸出。發(fā)光二極管Dl和D2可以代表發(fā)光二極管組。除了各個(gè)電阻Rext、Rint和Rshunt以外，所述電路還包括整流器11和選擇裝置12，選擇裝置12是作為開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)的。布置開(kāi)關(guān)12的方式是，在開(kāi)關(guān)的閉合狀態(tài)所述開(kāi)關(guān)能使第二發(fā)光二極管D2短路。在圖2A的實(shí)施例中，這是通過(guò)在發(fā)光二極管Dl和D2之間提供一個(gè)分接點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的。圖2B表示的是在單個(gè)時(shí)間間隔由交流電壓源10向發(fā)光二極管Dl和D2提供的交變電壓Vmains (左側(cè)的垂直軸)。假定發(fā)光二極管Dl和D2具有100伏的閾值電壓Vth。因此，如果開(kāi)關(guān)12打開(kāi)，電壓就施加到兩個(gè)發(fā)光二極管Dl和D2 (串聯(lián)；在圖2B中稱(chēng)為串1)，并且將僅在交變電壓超過(guò)200伏時(shí)的周期期間獲得光輸出(右側(cè)的垂直軸)。換句話(huà)說(shuō)，對(duì)于0-10毫秒的時(shí)間間隔，只在2和8毫秒之間獲得光輸出。如果開(kāi)關(guān)12閉合，僅對(duì)發(fā)光二極管Dl施加交變電壓(圖2B中的串2)，并且電流將在交變電壓為100伏及更高時(shí)通過(guò)發(fā)光二極管D1。因此，發(fā)光二極管Dl的光輸出與串1相比，在所述時(shí)間間隔中開(kāi)始得較早且熄滅得較晚，如圖2B所示。由于串2具有較少的發(fā)光二極管，所以最大的光輸出小于串1。通過(guò)使用選擇裝置12在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間點(diǎn)(此后還稱(chēng)之為切換點(diǎn))從串2切換到串 1，可以?xún)?yōu)化照明設(shè)備3的光輸出。定義圖2B中的切換點(diǎn)，以使當(dāng)整個(gè)串的光輸出超過(guò)僅這個(gè)串的一部分(串2)的光輸出時(shí)才選擇該整個(gè)串(串1)。在圖2B中，切換點(diǎn)定義在3毫秒和7毫秒處。圖2A中所示的相位信號(hào)提供控制信號(hào)，用于通過(guò)操作選擇裝置12定義切換點(diǎn)，并且所述相位信號(hào)例如可與輸入電壓有關(guān)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，如圖3中示意所示，與圖2A和圖2B的實(shí)施例相比，為照明設(shè)備3提供控制器15以便操縱切換點(diǎn)。具體來(lái)說(shuō)，通過(guò)包括將要嵌入發(fā)光二極管Dl和D2 的光輸出中的數(shù)據(jù)符號(hào)的數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制用于操縱開(kāi)關(guān)12的相位信號(hào)?？刂破?5可以包括接收器16，接收器16用于接收外部命令并且響應(yīng)這一命令操縱數(shù)據(jù)信號(hào)。所述接收器16 還可以用于向控制器15饋送數(shù)據(jù)信號(hào)。數(shù)據(jù)符號(hào)可以代表各種數(shù)據(jù)，如識(shí)別碼或有關(guān)特定照明設(shè)備(的狀態(tài))的信息。標(biāo)識(shí)符可以包括碼分多址(CDMA)標(biāo)識(shí)符，用于唯一地標(biāo)識(shí)局部環(huán)境中的照明設(shè)備3。另外的方案也是可能的，例如，照明設(shè)備3產(chǎn)生例如M比特的隨機(jī)標(biāo)識(shí)符。只要標(biāo)識(shí)符的長(zhǎng)度足夠長(zhǎng)，兩個(gè)照明設(shè)備使用同一個(gè)標(biāo)識(shí)符的幾率就是可忽略地小。應(yīng)該注意的是，照明源3還可以是數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的一部分，如無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)。在一般情況下，數(shù)據(jù)信號(hào)將是只包含兩個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)“0”和“1” (比特)的二進(jìn)制信號(hào)。圖4A和圖4B表示在切換相位模式中使用圖3的照明設(shè)備針對(duì)單個(gè)時(shí)間間隔(水平軸)在發(fā)光二極管Dl和D2的光輸出(在垂直軸上表示)中分別嵌入數(shù)據(jù)符號(hào)“0”和“1” 的第一實(shí)施例。實(shí)曲線(xiàn)代表來(lái)自照明設(shè)備3的實(shí)際光輸出，而推測(cè)的虛曲線(xiàn)代表在沒(méi)有實(shí)現(xiàn)切換的條件下的第一串和第二串的光輸出。顯然，為了將邏輯“0”嵌入光輸出中，控制器 15控制開(kāi)關(guān)12，以使交變電壓在此時(shí)間間隔的第一部分期間(在1毫秒和2毫秒之間)施加到發(fā)光二極管Dl并且在此時(shí)間間隔的第二部分期間(在2毫秒和8毫秒之間)施加到發(fā)光二極管Dl和D2，如圖4A中所示。因此，由于串聯(lián)提供的發(fā)光二極管Dl和D2的閾值電壓的增加，在切換點(diǎn)處獲得光輸出的突然下跌。另一個(gè)切換點(diǎn)是由8毫秒時(shí)的數(shù)據(jù)信號(hào)定義的，在這里獲得光輸出的突然上升。這些切換點(diǎn)在照明設(shè)備3的光輸出中定義邏輯“0”。圖4B表示當(dāng)應(yīng)該嵌入邏輯“1”時(shí)照明設(shè)備3的光輸出。在這種情況下，控制器15 控制開(kāi)關(guān)12，以便在3毫秒和7毫秒時(shí)提供切換點(diǎn)(與用于邏輯“0”數(shù)據(jù)符號(hào)的2毫秒和 8毫秒不同)。實(shí)際上，圖4B中的實(shí)亮度曲線(xiàn)代表的是照明設(shè)備3的最大光輸出。當(dāng)然應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，可以將圖4A的光輸出指定為邏輯“1”數(shù)據(jù)符號(hào)，并且將圖4B的光輸出指定為邏輯“0”數(shù)據(jù)符號(hào)。對(duì)于圖3的照明設(shè)備3使用切換相位模式的圖4A和圖4B所示的光輸出特性曲線(xiàn)具有不同的積分光功率，并且因此可以在光接收器中很容易地進(jìn)行檢測(cè)。數(shù)據(jù)信號(hào)通常將包括多個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)，以使照明設(shè)備3將在相繼的時(shí)間間隔期間產(chǎn)
7生如在圖4A和圖4B中顯示的多個(gè)光輸出。當(dāng)在隨后的時(shí)間間隔期間，邏輯“0”后邊跟著的是邏輯“1”時(shí)，或者反之亦然，光輸出的積分光功率對(duì)于相繼的時(shí)間間隔而言是變化的。 邏輯“0”和邏輯“1”的不同光功率有時(shí)可作為光的閃爍現(xiàn)象在視覺(jué)上體驗(yàn)到。為了減小這種閃爍效應(yīng)，在數(shù)據(jù)信號(hào)的數(shù)據(jù)符號(hào)之間的光功率差最好應(yīng)保持為小。在本發(fā)明的實(shí)施例中，這可以通過(guò)在雙相位模式中使控制器15控制開(kāi)關(guān)12來(lái)實(shí)現(xiàn)，在圖5A和圖5B中表示出它的光輸出。在圖5A中，在一個(gè)時(shí)間間隔期間，通過(guò)控制器15在3毫秒時(shí)閉合開(kāi)關(guān)12并且在 8毫秒時(shí)打開(kāi)開(kāi)關(guān)12，將邏輯“0”嵌入照明設(shè)備3的光輸出中。另一方面，如圖5B所示，在相應(yīng)的時(shí)間間隔期間，通過(guò)在2毫秒時(shí)閉合開(kāi)關(guān)12并且在7毫秒時(shí)打開(kāi)開(kāi)關(guān)12，獲得邏輯 “1”。通過(guò)比較圖5A和圖5B的光輸出，可以觀(guān)察到，對(duì)于邏輯“0”和邏輯“1”而言，積分光功率基本上是相同的，因此減小了閃爍現(xiàn)象。再一次地，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，可以將圖5A的光輸出指定為邏輯“1”數(shù)據(jù)符號(hào)，并且將圖 5B的所述光輸出指定為邏輯“0”數(shù)據(jù)符號(hào)。要注意的是，在上述的實(shí)施例中，為清楚起見(jiàn)，已將邏輯“0”和邏輯“1”之間的光輸出的差別夸大。雖然圖4A、圖4B和圖5A、圖5B的實(shí)施例示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，在本發(fā)明的范圍內(nèi)還存在許多另外的實(shí)施例。作為一個(gè)例子，在上述實(shí)施例中，控制器15在一個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)操作開(kāi)關(guān)12兩次。 但是，開(kāi)關(guān)12在一個(gè)時(shí)間間隔期間也可能操作一次，雖然這在一個(gè)特定的時(shí)間間隔對(duì)于積分光功率不利。還可能出現(xiàn)的情況是，單獨(dú)地調(diào)制光輸出的左側(cè)部分和右側(cè)部分，以便使數(shù)據(jù)速率加倍。然后在第一切換點(diǎn)表示第一比特，并在第二切換點(diǎn)表示第二比特。例如，對(duì)于第一比特，在2毫秒處的切換代表“0”而在3毫秒處的切換代表“1”。對(duì)于第二比特，在7 毫秒處的切換代表“0”而在8毫秒處的切換代表“1”。為了在一個(gè)時(shí)間間隔期間在光輸出中嵌入更多的數(shù)據(jù)符號(hào)，開(kāi)關(guān)12還可能通過(guò)控制器12在一個(gè)時(shí)間間隔期間操作三次或更多次。在上述實(shí)施例中，控制器15控制開(kāi)關(guān)12，以使切換點(diǎn)定位在發(fā)光二極管D 1、D2的串聯(lián)的一部分的光輸出高于整個(gè)串聯(lián)布置的光輸出的地方(在上述附圖中，在間隔1-3毫秒和7-9毫秒)。然而，為了增加切換頻率并且相應(yīng)地減小電磁干擾，在此時(shí)間間隔的中點(diǎn)附近提供切換點(diǎn)可能是有益的。根據(jù)圖4A、圖4B和圖5A、圖5B可以建議邏輯“0”和邏輯“ 1 ”總是由相同的光輸出特性曲線(xiàn)和/或相同的切換點(diǎn)來(lái)代表。然而，并不一定是這種情況?？刂破?5可以控制開(kāi)關(guān)12，以在嵌入相同的數(shù)據(jù)符號(hào)時(shí)，使光輸出特性曲線(xiàn)和/或切換點(diǎn)在時(shí)間間隔之間動(dòng)態(tài)地發(fā)生變化。例如，在圖4A的光輸出中表示的邏輯“0”對(duì)于第一時(shí)間間隔在2毫秒和8 毫秒處具有切換點(diǎn)，但在后來(lái)的時(shí)間間隔在4毫秒和6毫秒具有切換點(diǎn)。在圖3中所示的照明設(shè)備3的實(shí)施例只包括兩個(gè)串聯(lián)的發(fā)光二極管D1、D2。要注意的是，可以串聯(lián)布置多于兩個(gè)的發(fā)光二極管，其中布置一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)12，以如由控制器 15控制的那樣使交變電壓可以選擇性地施加在一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管上。這使得能夠在一個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)在照明設(shè)備3的光輸出中嵌入多個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)。而且，照明設(shè)備3可以包括具有串聯(lián)連接的發(fā)光二極管的幾個(gè)并聯(lián)支路。
切換點(diǎn)的調(diào)制可以作為數(shù)字邏輯的一小塊(例如數(shù)字ASIC (專(zhuān)用集成電路)的的微處理器的一部分)來(lái)嵌入。在圖6中示意地示出一個(gè)實(shí)施例，能夠使所述開(kāi)關(guān)不需要切換大電流。為了能夠從照明設(shè)備的光輸出中取回?cái)?shù)據(jù)符號(hào)，可以使用如圖7示意所示的光接收器20。光接收器20包括光檢測(cè)器/傳感器21，該光檢測(cè)器/傳感器21配置成用測(cè)照明設(shè)備3的包含數(shù)據(jù)符號(hào)的光輸出。光接收器20還包括處理器22。光接收器20還可包括積分器23和存儲(chǔ)器M中的至少一個(gè)。積分器23配置成在每一個(gè)時(shí)間間隔從所檢測(cè)的光輸出中獲得光功率，以識(shí)別為“0”或“1”數(shù)據(jù)符號(hào)。假如不同的數(shù)據(jù)符號(hào)的光功率基本上相等，則關(guān)于圖5A和圖5B的實(shí)施例，處理器 22可以配置成只比較兩個(gè)時(shí)間間隔的相應(yīng)部分以取回?cái)?shù)據(jù)符號(hào)，例如比較在1-4毫秒之間的時(shí)間間隔部分。雖然0-10毫秒的整個(gè)時(shí)間間隔的光功率基本上是相等的，但這樣的時(shí)間間隔部分可能具有不同的光功率。存儲(chǔ)器M可以存儲(chǔ)表示光輸出中的切換點(diǎn)的信息。通過(guò)比較檢測(cè)的切換點(diǎn)與存儲(chǔ)的切換點(diǎn)可以取回?cái)?shù)據(jù)符號(hào)。當(dāng)然，存儲(chǔ)器M還可以存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)的亮度特性曲線(xiàn)(或部分的亮度特性曲線(xiàn))用于識(shí)別數(shù)據(jù)符號(hào)。可以使用特性曲線(xiàn)來(lái)過(guò)濾光輸出，并從過(guò)濾的結(jié)果導(dǎo)出數(shù)據(jù)符號(hào)。還可以使用亮度特性曲線(xiàn)來(lái)從光源中確定另外的數(shù)據(jù)，如從照明設(shè)備3接收的光確定光強(qiáng)度、光顏色或色溫。光接收器20可以是諸如圖1中的遙控器4之類(lèi)的設(shè)備的一部分。遙控器4或光接收器20可以包括用于向照明設(shè)備3的接收器16發(fā)送命令的裝置25。例如，遙控器4可能檢測(cè)到遙控器和照明設(shè)備3之間的距離增加，并隨后命令照明設(shè)備3將切換點(diǎn)移動(dòng)至較高的光輸出，以便繼續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)符號(hào)的適當(dāng)接收。
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權(quán)利要求
1.一種照明設(shè)備，可連接到交流電壓源，所述交流電壓源用于在一系列的時(shí)間間隔期間施加交變電壓，所述照明設(shè)備至少包括第一光源和第二光源，所述第一光源和所述第二光源布置成串聯(lián)連接到所述交流電壓源以響應(yīng)所述交變電壓產(chǎn)生光輸出，所述照明設(shè)備還包括選擇裝置和控制器，所述選擇裝置用于將所述交變電壓選擇性地施加到所述第一光源上或者施加到所述第一光源和所述第二光源上，所述控制器配置成用于響應(yīng)包括數(shù)據(jù)符號(hào)的數(shù)據(jù)信號(hào)控制所述選擇裝置以使在所述光輸出中包含所述數(shù)據(jù)符號(hào)的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明裝置，其中所述選擇裝置配置成在所述時(shí)間間隔之一的至少第一部分期間在所述第一光源上施加所述交變電壓，并且在所述時(shí)間間隔之一的第二部分期間在所述第一光源和所述第二光源上施加所述交變電壓，其中所述控制器配置成用于在所述一系列的時(shí)間間隔的至少兩個(gè)時(shí)間間隔之間改變所述第一部分和所述第二部分的持續(xù)時(shí)間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的照明設(shè)備，其中所述數(shù)據(jù)信號(hào)是包括第一數(shù)據(jù)符號(hào)和第二數(shù)據(jù)符號(hào)的二進(jìn)制信號(hào)，并且其中所述控制器適于動(dòng)態(tài)改變所述第一部分和所述第二部分的所述持續(xù)時(shí)間，以便在所述兩個(gè)時(shí)間間隔之間的所述光輸出中傳遞所述二進(jìn)制信號(hào)的所述數(shù)據(jù)符號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的照明設(shè)備，還包括接收器，所述接收器連接到所述控制器，并且配置成用于接收用于動(dòng)態(tài)改變所述持續(xù)時(shí)間的命令信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的照明設(shè)備，其中所述控制器配置成用于在所述兩個(gè)時(shí)間間隔中的第一時(shí)間間隔和所述兩個(gè)時(shí)間間隔中的第二時(shí)間間隔之間改變所述第一部分和所述第二部分的持續(xù)時(shí)間，以使所述照明設(shè)備的所述光輸出對(duì)于不同的數(shù)據(jù)符號(hào)在所述兩個(gè)時(shí)間間隔的所述第一時(shí)間間隔和所述第二時(shí)間間隔之間不同。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的照明設(shè)備，其中所述調(diào)制裝置配置成用于在所述兩個(gè)時(shí)間間隔的第一時(shí)間間隔和所述兩個(gè)時(shí)間間隔的第二時(shí)間間隔之間改變所述第一部分和所述第二部分的所述持續(xù)時(shí)間，以使所述照明設(shè)備的所述光輸出對(duì)于不同的數(shù)據(jù)符號(hào)在所述兩個(gè)時(shí)間間隔的所述第一時(shí)間間隔和所述第二時(shí)間間隔之間基本上保持恒定。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明設(shè)備，至少還包括第三光源，所述第三光源串聯(lián)連接到所述第一光源和所述第二光源，以便響應(yīng)所述交變電壓向所述光輸出作出貢獻(xiàn)，其中用于施加所述交變電壓的所述選擇裝置還配置成用于在所述第三光源上選擇性地施加所述交變電壓，并且其中所述控制器配置成用于控制所述選擇裝置以便響應(yīng)所述數(shù)據(jù)信號(hào)在所述第三光源上選擇性地施加所述交變電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明設(shè)備，其中所述控制器配置成用于控制所述選擇裝置， 以便向所述第一光源和所述第二光源選擇性地施加所述交變電壓，以使所述交變電壓在單個(gè)時(shí)間間隔的兩個(gè)或多個(gè)部分期間施加在所述第一光源上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明設(shè)備，其中所述第一光源和所述第二光源包括發(fā)光二極管。
10.一種光接收器，配置成與根據(jù)權(quán)利要求2所述的照明設(shè)備一起使用，其中所述接收器包括-光檢測(cè)器，配置成用于檢測(cè)包含所述數(shù)據(jù)符號(hào)的所述光輸出；以及以下所述部件中的至少一個(gè)-積分器，用于對(duì)于所述兩個(gè)時(shí)間間隔中的每一個(gè)時(shí)間間隔從所述檢測(cè)的光輸出中獲得光功率；-存儲(chǔ)器，至少存儲(chǔ)表示在所述一個(gè)時(shí)間間隔期間的所述第一部分和所述第二部分之間的切換點(diǎn)的信息；其中所述光接收器還包括-處理器，配置成用于根據(jù)基于所述兩個(gè)時(shí)間間隔的相應(yīng)部分來(lái)自所述積分器的光功率差獲得所述數(shù)據(jù)符號(hào)，或者配置成用于根據(jù)所述檢測(cè)的光輸出與所述存儲(chǔ)的信息的比較獲得所述數(shù)據(jù)符號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光接收器，其中所述數(shù)據(jù)信號(hào)是包括第一符號(hào)和第二符號(hào)的二進(jìn)制信號(hào)，并且其中所述存儲(chǔ)器還包括在所述一個(gè)時(shí)間間隔期間的、代表所述第一符號(hào)和所述第二符號(hào)中的至少一個(gè)符號(hào)的至少一個(gè)光輸出分布。
12.一種照明系統(tǒng)，包括一個(gè)或多個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明設(shè)備和遙控器，所述遙控器包括至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求10所述的光接收器，所述照明設(shè)備配置成使用所述遙控器來(lái)控制。
13.—種在照明設(shè)備的光輸出中嵌入數(shù)據(jù)信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)的方法，所述照明設(shè)備可連接到交流電壓源，所述交流電壓源用于在一系列的時(shí)間間隔期間施加交變電壓，所述照明設(shè)備至少包括第一光源和第二光源，所述第一光源和所述第二光源與所述交流電壓源串聯(lián)連接以響應(yīng)所述交變電壓產(chǎn)生所述光輸出，所述方法包括如下步驟響應(yīng)所述數(shù)據(jù)信號(hào)在所述第一光源上或在所述第一光源和所述第二光源上選擇性地施加所述交變電壓，以便在所述光輸出中嵌入所述數(shù)據(jù)符號(hào)的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，包括如下步驟-在所述時(shí)間間隔中的一個(gè)時(shí)間間隔的至少第一部分期間，在所述第一光源上施加所述交變電壓；-在所述時(shí)間間隔中的所述一個(gè)時(shí)間間隔的第二部分期間，在所述第一光源和所述第二光源上施加所述交變電壓；-在所述一系列的時(shí)間間隔的至少兩個(gè)時(shí)間間隔之間，改變所述時(shí)間間隔的所述第一部分和所述第二部分的持續(xù)時(shí)間以便嵌入所述數(shù)據(jù)信號(hào)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述照明設(shè)備還包括接收器，并且所述數(shù)據(jù)信號(hào)是包括第一數(shù)據(jù)符號(hào)和第二數(shù)據(jù)符號(hào)的信號(hào)，所述方法還包括如下步驟-在所述接收器處接收命令信號(hào)；-動(dòng)態(tài)地改變所述第一部分和所述第二部分的所述持續(xù)時(shí)間，以便在所述兩個(gè)時(shí)間間隔之間傳遞所述信號(hào)的所述數(shù)據(jù)符號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種照明設(shè)備，所述照明設(shè)備可以連接到交流電壓源，該交流電壓源用于在一系列時(shí)間間隔期間施加交變電壓。所述照明設(shè)備至少包括第一光源和第二光源，該第一光源和第二光源布置成串聯(lián)連接到所述交流電壓源，從而響應(yīng)所述交變電壓產(chǎn)生光輸出。提供選擇裝置，配置成用于選擇性地施加所述交變電壓到所述第一光源上，或者施加到所述第一光源和第二光源上。提供控制器，用于響應(yīng)包括數(shù)據(jù)符號(hào)的數(shù)據(jù)信號(hào)控制所述選擇裝置，以使在所述光輸出中包含所述數(shù)據(jù)符號(hào)中的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)。本發(fā)明還涉及用于在這樣的照明設(shè)備的光輸出中嵌入一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)的方法、光接收器和照明系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H05B37/02GK102239748SQ200980148862
公開(kāi)日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2009年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月4日
發(fā)明者L·費(fèi)里, P·戴克斯勒, T·C·W·施恩克 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司