BR112013017113A2 - dispositivo optoeletrônico, sistema e processo para modificar a luz ambiental de uma área, produto de programa de programa de computador, dispositivo reflexivo e processo para determinar a calibração de um dispositivo optoeletrônico - Google Patents

Abstract

  DISPOSITIVO OPTOELETRÔNICO, SISTEMA E PROCESSO PARA MODIFICAR A LUZ AMBIENTAL DE UMA ÁREA, PRODUTO DE PROGRAMA DE PROGRAMA DE COMPUTADOR, DISPOSITIVO REFLEXIVO E PROCESSO PARA DETERMINAR A CALIBRAÇÃO DE UM DISPOSITIVO OPTOELETRÔNICO. Um dispositivo optoeletrônico (100) é proporcionado, caracterizado pelo fato de que compreende: uma pluralidade de emissores de luz (103), dispostos para que sejam capazes de iluminar uma área de um ambiente; um espectrômetro miniaturizado à base de CMOS (102), disposto para obter o espectro de luz de luz ambiental dentro da área do ambiente; e um meio de controle (104) para modificar a emissão dos emissores de luz, com base no espectro de luz obtido. Também, um sistema para modificar a luz ambiental de uma área é proporcionado, o sistema compreendendo: pelo menos dois dispositivos optoeletrônicos (100); e um meio para transmitir informações entre eles. Além do mais, um processo para modificar a luz ambiental de uma área, um produto de programa de computador para executar o dito processo, um dispositivo reflexivo para determinar a calibração de um dispositivo optoeletrônico, e um processo para isto.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSITI- VO, SISTEMA E PROCESSO OPTOELETRÔNICO PARA OBTER UM ES- PECTRO DE LUZ AMBIENTE E MODIFICAR UMA LUZ EMITIDA".

CAMPO DA INVENÇÃO « 5 A presente invenção refere-se a um dispositivo optoeletrônico, para obter um espectro de luz ambiente e controlar uma luz emitida, e a um sistema, para modificar uma luz emitida.

A invenção também se refere a um processo para modificar uma luz emitida, um produto de programa de computador compreendendo instru- ções para executar o dito processo, um dispositivo reflexivo para determinar i a calibração de um dispositivo optoeletrônico, e um processo para determi- fe . nar a calibração de um dispositivo optoeletrônico. | TÉCNICA ANTECEDENTE ' Hoje em dia, no campo de sistemas de iluminação, existe uma ampla gama de diferentes dispositivos de iluminação, capaz de reproduzir arbitrariamente espectros de luz, obtidos previamente por meio de um dispo- sitivo analisador de espectro de luz separado (tal como um equipamento de qualidade científica), ou outros dispositivos especialmente projetados por especialistas com conhecimento suficiente sobre física e engenharia de es- pectrosde luz.

Também existe um aparelho de iluminação, que inclui sensores de luz e fontes de luz, os sensores de luz focalizados para obter proprieda- des (por exemplo, coordenadas de cor ou níveis de luz) da luz emitida pelas fontes de luz, para ajustar ou calibrar a dita luz emitida, para finalmente ajus- tá-laaum determinado valor de referência.

Outros tipos de sensores de luz e fontes de luz integrando dis- positivos de iluminação são também conhecidos, os ditos sensores de luz sendo usados para detectar a presença (de pessoas, por exemplo) e adaptar a intensidade da luz emitida pelas fontes de luz, de acordo com o resultado daditadetecção. Por exemplo, em alguns dispositivos, a intensidade da luz é diminuída no caso da não detecção da presença, com o objetivo de eco- nomizar energia elétrica.

Por exemplo, o pedido de patente U.S. 2010/0007491 A1 des- creve um dispositivo de detecção espectral e de reconhecimento de imagem i integrado, particularmente adequado para monitorar os parâmetros de uma 4 luz. O pedido de patente também descreve como controlar automaticamente os parâmetros de uma luz por meio de reconhecimento de imagem e detec- ção espectral da luz saindo do mesmo dispositivo de iluminação, particular- mente, como controlar automaticamente as variações nas propriedades de cor da luz, em resposta ao reconhecimento de imagem. Para que isso seja feito, o dispositivo compreende uma disposição de sensor de imagem para reconhecimento de imagens e movimento, e uma estrutura de filtragem de ' luz, que pode ser, por exemplo, uma estrutura ressonante ou uma disposi- ' ção de vidro filtrado cortado, para detectar componentes espectrais de luz recebida. Ú No entanto, os dispositivos de iluminação mencionados acima apresentam algumas deficiências relativas ao fato de que modificam a emis- são de suas saídas de luz por uso de um parâmetro espectral pré- armazenado, ou uma medida de uma propriedade de luz, que é imprecisa em certas aplicações, devido ao fato de que usam filtros ou outras estrutu- ras, que não são precisas o suficiente para obter as propriedades espectrais de luz detalhadas. Em outras palavras, os ditos dispositivos de iluminação não são adequados para uso em ambientes de iluminação interativos, nos quais ocorrem variações espectrais em consequência de múltiplas reflexões, provocadas por, por exemplo, objetos móveis encontrados no ambiente no qual é colocado o dispositivo, ou variações em condições de luz do dia do ambiente, e, também, não são capazes de reagir, consequentemente, às ditas variações de espectro em tempo real.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO Portanto, com o objetivo de superar as limitações dos dispositi- vos encontradas no estado da técnica, de modo que sejam capazes de en- contrar novas aplicações, um dispositivo e um processo, para medir espec- tros ambientais e modificar um espectro de luz de uma luz emitida, é propor- cionado, que, dependendo de um espectro de luz obtido de uma luz ambien-

te, por meio de um espectrômetro miniaturizado, é capaz de detectar varia- ções no espectro de luz ambiental em uma área em tempo real, em um mo- do otimizado. ” Mais especificamente, de acordo com um primeiro aspecto da invenção, um dispositivo optoeletrônico é proporcionado, caracterizado pelo fato de que compreende vários emissores de luz, dispostos para que sejam capazes de iluminar uma área de um ambiente, um espectrômetro miniaturi- zado à base de CMOS, disposto para obter o espectro de luz de luz ambien- tal na área do ambiente, e um meio de controle, para modificar a emissão dos emissores de luz, com base no espectro de luz obtido. ' Com esse dispositivo optoeletrônico, um controle otimizado da ' : luz refletida em um ambiente é obtido, que é capaz de detectar quaisquer variações na iluminação ambiental por meio de suas características espec- í trais, e variar as propriedades de luz de uma luz emitida em um modo dese- jado.

Também, a área do ambiente, que é iluminada pelos vários e- missores de luz, quando estão acessos, e que reflete luz no sentido do es- pectrômetro, pode ser também adicionalmente iluminada por outras fontes de luz, e, portanto, as variações na luz ambiental também podem considerar outras luzes (sendo artificiais, naturais ou reflexões de objetos ou pessoas próximos), que são adjacentes ou colocadas próximas do dispositivo optoe- letrônico.

O semicondutor de óxido metálico complementar (CMOS) é uma tecnologia para a construção de circuitos integrados. A tecnologia de CMOS é usada em microprocessadores, microcontroladores, RAM estática e outros circuitos lógicos digitais. A tecnologia de CMOS é também usada em vários circuitos analógicos, tais como sensores de imagem, conversores de dados, e transceptores altamente integrados, para muitos tipos de comunicação. Portanto, por um espectrômetro à base de CMOS, deve-se entender um es- —pectrômetro que tenha sido fabricado por uso de processos tecnológicos, que são comumente utilizados em uma instalação ou fundição CMOS. Neste sentido, é importante mencionar que o elemento dispersivo óptico (grade) e o sensor de luz ou imagem, que são compreendidos no espectrômetro, po- dem ser fabricados por uso de várias técnicas, que existem na tecnologia de | CMOS. - Por exemplo, o elemento dispersivo pode ser feito por litografia óptica,mas também por outros processos mais avançados, tal como nano- impressão.

O processo de nanoimpressão faz uso de um material de es- tampa, tipicamente silício ou quartzo, com um modelo produzido por litogra- fia de feixe eletrônico (feixe e). A estampa é então prensada fisicamente contra um substrato revestido com um revestimento protetor de baixa visco- ' sidade curável por UV, transferindo, desse modo, o modelo de circuito ao Í : substrato em processo de ciclo único. O substrato é endurecido por irradia- BR ção de luz UV por ele. Neste ponto, a estampa é removida, deixando uma impressão tridimensional do circuito no lugar do substrato. Essa capacidade de aplicar um modelo 3D em um substrato, em um processo único, é ideal para integração de grades ópticas em tecnologia de CMOS. Considerando o sensor (ou imagem) de disposição de luz, os exemplos mais usados em tec- nologia de CMOS são os sensores CMOS e os sensores CCD (disposição espaçada intimamente de capacitores MOS de porta em um material dielétri- co cobrindo a superfície do semicondutor), mas outros sistemas de detecção de luz existem, que são compatíveis com o CMOS, e podem ser usados po- tencialmente.

Além do mais, o meio para modificar a luz emitida pelos emisso- res de luz pode ser compreendido em um controlador de computação, tal como um microcontrolador, um microprocessador, um processador de sinal digital (DSP), uma disposição de porta programável de campo (FPGA), ou qualquer outro bloco eletrônico, adequado para controlar a interação entre o sinal do espectrômetro e os emissores de luz. Mais precisamente, o dito con- trolador de computação pode compreender os componentes eletrônicos ne- cessários para adaptar os sinais proporcionados pelo espectrômetro, e pode compreender ainda componentes eletrônicos de excitação, para proporcio- nar energia aos emissores de luz.

O controlador de computação e os acionadores eletrônicos po- dem também compreender um meio para o controle individual da saída de | cada emissor de luz do dispositivo optoeletrônico, por meio de técnicas, tal É como modulação de amplitude (AM) ou modulação de amplitude de pulsa- — ção (PWM), ou outras técnicas, permitindo que os emissores de luz emitam uma luz específica com um teor espectral específico, relativo ao espectro de luz obtido. A relação entre o espectro de luz obtido e a luz emitida pode en- volver expressões matemáticas de diferentes graus ou complexidade. Por exemplo, a relação mais fácil é uma resposta linear entre o espectro obtido e | o espectro da luz emitida, mas outras relações mais sofisticadas podem ser Í ' estabelecidas. Por exemplo, relações altamente não lineares são possíveis - em aplicações de comutação de luz, em função de um parâmetro do espec- tro de luz obtido.

Outras abordagens podem requerer variação da saída de luz por meio de algoritmos, que propiciam ajustes contínuos em circuito fechado da luz emitida, para funcionarem corretamente.

Outros esquemas envolvendo computação ou comunicações por luz podem requerer relações matemáticas complexas entre as luzes obtida e emitida, usando outras variáveis de entrada, tais como aquelas obtidas pelas portas de comunicação do microcontrolador ou de outros nós de armazena- mento.

Desse modo, dependendo da aplicação, uma ampla gama de re- lações entre o espectro de luz obtido, as entradas introduzidas pelas portas de comunicação ou nós de armazenamento, e a luz emitida são possíveis.

Também, uma vez que um controle integral no espectro de luz emitido pelo dispositivo optoeletrônico pode ser obtido, espectros com dife- rentes eficiências de radiação luminosas (LER) podem ser emitidos, propor- cionando-se apenas energia espectral naquelas regiões nas quais o olho humano é mais sensível, resultando em um meio interessante de modulação do consumo de energia de um ambiente para aquelas aplicações nas quais a eficiência energética é uma preocupação.

Além do mais, o dispositivo optoeletrônico pode ser fixado em uma superfície de uma área, tal como em um teto de uma sala ou área am- pla, ou pode ser também representado como um dispositivo portátil, de um ; modo tal que possa ser usado em qualquer local, sendo transportado de um lugar para outro e sendo colocado nele, quando necessário.

De acordo com uma concretização, o espectrômetro compreen- de uma entrada de luz, para obter o espectro de luz da luz ambiental.

De acordo com uma outra concretização, o dispositivo compre- ende pelo menos um elemento óptico acoplado à entrada de luz, para au- mentaro fluxo de luz entrante pela entrada de luz. ' Deste modo, por uso do elemento óptico acoplado à entrada de ' : luz, o ângulo sólido de coleta de luz da dita entrada de luz é aumentado, ob- : tendo-se, desse modo uma maior proporção de luz ambiental.

Portanto, o espectro de luz obtido da luz ambiental de uma determinada área é mais preciso, uma vez que a razão de sinal para ruído é aumentada.

De acordo com uma concretização específica, o elemento óptico compreende um conjunto de lentes ópticas.

Uma lente óptica ou um conjunto de lentes ópticas pode aperfei- çoar bastante o fluxo acoplado de luz ambiente do ambiente, que, tendo em vistaa baixa sensibilidade à luz dos espectrômetros miniaturizados atuais, é difícil de obter, especialmente se a intensidade de luz de um ambiente for baixa ou muito escura.

Também, o dispositivo pode compreender ainda um elemento de guia de onda, tendo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, a primeira extremidade acoplada ao elemento óptico.

O dito elemento de guia de onda pode ser, por exemplo, um guia de onda de fibra óptica, ou um guia de onda integrado em tecnologia de CMOS.

Um guia de onda adicional pode ser útil no caso no qual o es- pectrômetro é encapsulado em uma área mais distante dos vários emissores deluz Nesta maneira, a luz entrando no guia de onda pode ser orientada no sentido da entrada do espectrômetro, que não precisa ser necessariamente colocado em um local específico, para garantir espaço livre para luz das su-

as vizinhanças, propiciando uma distribuição mais eficiente dos elementos do dispositivo optoeletrônico. De acordo com uma outra concretização, o dispositivo compre- - ende ainda um segundo elemento óptico, acoplado à segunda extremidade doelemento de guia de onda.

Uma segunda lente ou um conjunto de lentes pode ser útil para acoplar, eficientemente, o fluxo de luz entrante na segunda extremidade do guia de onda. Por exemplo, a segunda extremidade de uma fibra óptica pode não ter uma abertura numérica, adequada para reunir a luz ambiental difusa, e, portanto, uma lente ou um conjunto de lentes pode ser usado na extremi- : dade (onde a luz é coletada do ambiente), para aumentar a quantidade fó- : : tons entrantes da luz ambiental. - Também, os emissores de luz podem compreender pelo menos um emissor de luz no estado sólido, que pode ser especificamente LEDs ou outros emissores no estado sólido mais avançados, que são adequados pa- ra emitir uma luz com um espectro de faixa estreita, tais como lasers ou a- queles feitos de pontos de quanta, e/ou fios de diferentes materiais lumines- centes.

Alternativamente, outros emissores de luz de faixa ampla ade- —quados podem ser usados, dependendo da aplicação, tais como LEDs à ba- se de substância fluorescente, operando por meio de uma conversão des- cendente de comprimento de onda de um LED ultravioleta (UV), ou outras tecnologias convencionais de iluminação.

De acordo com uma concretização da invenção, o primeiro ou o segundo elemento óptico é móvel, e o dispositivo compreende ainda um meio para movimentar o dito primeiro ou segundo elemento óptico.

Deste modo, os elementos ópticos podem ser dirigidos no senti- do de uma zona específica, na qual uma luz ambiental de interesse é encon- trada, propiciando, desse modo, fixar o dispositivo optoeletrônico em uma superfície, e, ao mesmo tempo, propiciar a obtenção de um espectro de luz de diferentes zonas próximas, e não em uma fixa. Também, os elementos do dispositivo podem ser opcionalmente embutidos em um único alojamento,

fazendo, desse modo, que o dispositivo optoeletrônico seja compacto e a- daptável para ser exibido em diferentes áreas, tendo um volume comparável àquele de um bulbo de luz convencional. - Em uma possível concretização, um dispositivo optoeletrônico, como aquele descrito acima, pode compreender vários emissores de luz, e, adicionalmente, pode ser também conectado por um cabo, sem fio ou por qualquer tipo de tecnologia de comunicação com pelo menos outro emissor de luz, sendo, desse modo, capaz de modificar a emissão do dito emissor de luz. Deste modo, um dispositivo optoeletrônico pode ser colocado em um local, mas pode controlar não apenas seus próprios emissores de luz, mas ' também outros emissores próximos, que, por exemplo, podem já ter sido : instalados antes da instalação do dispositivo optoeletrônico na área. . De acordo com um segundo aspecto da invenção, um sistema para modificar a luz ambiental de uma área é proporcionado, o sistema compreendendo pelo menos dois dispositivos optoeletrônicos, como descrito acima, e um meio para transmitir informações entre eles.

De acordo com uma concretização da presente invenção, o sis- tema pode ser tal que: - pelo menos um primeiro dispositivo optoeletrônico compreende aindaum meio para obter e um meio para transmitir um parâmetro de espec- tro de luz, correspondente a um espectro de luz obtido, a um outro dispositi- vo optoeletrônico; e - pelo menos um segundo dispositivo optoeletrônico compreende um meio para receber um parâmetro de espectro de luz, correspondente a um espectro de luz obtido, e um meio para modificar a emissão dos seus emissores de luz, com base no parâmetro recebido.

Desta maneira, um sistema pode ter vários dispositivos optoele- trônicos exibidos em uma área de um modo tal que, quando qualquer ou uma variação externa particular na luz ambiental da área ocorre (por exem- plo, luz entrando de uma janela, ou uma vela é acesa por um usuário), um ou mais dispositivos optoeletrônicos podem detectar a dita variação ou per- turbação por meio de uma variação no espectro da luz ambiental, sendo ca-

paz de enviar informações relativas à dita variação a um ou mais dispositivos optoeletrônicos, que podem ser ou não adjacentes. Isso permite que outros dispositivos modifiquem, por exemplo, o espectro de luz da luz dos seus e- - missores, reproduzindo, desse modo, uma intensidade de luz ambiental e/ou uma distribuição espectral particular, pela área sob consideração, em res- posta a qualquer ou a uma variação ambiental particular detectada por um primeiro dispositivo.

O parâmetro de espectro de luz, correspondente a um espectro de luz obtido, pode compreender vários diferentes dados. Por exemplo, quando um espectro de luz é obtido, uma possibilidade é que um dispositivo ] transmita um parâmetro, que compreende todo o conjunto de pontos de da- ' dos espectrais do dito espectro de luz obtido específico, permitindo, desse - modo, que um outro dispositivo receba esses dados, e permitindo que os seus próprios emissores de luz emitam uma luz com o teor espectral recebi- do. Este modo de funcionamento pode ser denominado "modo de cópia", uma vez que um dispositivo receptor emite uma luz copiada de uma luz am- biental obtida por outro dispositivo.

Outros exemplos particulares de parâmetros espectrais de luz são relativos a quaisquer propriedades de luz, que podem ser extraídas das informações espectrais, tais como coordenadas de cor em qualquer espaço colorido, a temperatura da cor correlacionada (CCT), a distância do local do corpo negro (D,y), as variáveis de eficiência de energia tais como eficácia, informações de sintetização de cor (tal como, o índice de sintetização de cor - CRI - ou a escala de qualidade de cor - CQS), o fluxo total ou a intensidade deluz,adireção da luz, etc.

Além disso, o parâmetro pode refletir outras características infe ridas do espectro de luz obtido, mas não são relacionadas diretamente às propriedades físicas ou colorimétricas da própria luz obtida. Desse modo, o parâmetro pode compreender informações geométricas dos objetos ou pes- soasem um espaço particular, proporcionando informações de cores, for- mas, posições, velocidades ou mesmo controle da qualidade do ar de obje- tos. Pode também compreender informações em fenômenos dependentes do tempo ou dinâmicos, tais como taxas de mudanças ou objetos piscando. Além do mais, as informações que são transferidas como um pa- râmetro não têm que ser, necessariamente, extraídas diretamente do espec- - tro de luz obtido, mas podem ser geradas por alguns critérios em outro pa- — râmetro que as contém. O parâmetro a ser transmitido, no caso em que os critérios são preenchidos, pode ser armazenado nos nós de armazenamento ou gerados em tempo real por meio de um algoritmo particular executado no microcontrolador, ou pode ainda compreender um código programático deta- lhado ou instruções codificadas em uma linguagem ou protocolo entendível, que pode ser enviado, sendo lido subsequentemente por outros dispositivos Ú optoeletrônicos ou computadores.

Ú Com o intuito de ilustração, uma aplicação concreta exemplifica- ' tiva pode ser um sistema de dispositivos optoeletrônicos, programados ou projetados especificamente para maximizar as eficiência / economia de e- —nergiade um espaço interno ou externo particular. Nesta configuração, cada dispositivo optoeletrônico único é programado de um modo tal que, quando um objeto móvel é detectado pelas reflexões de luz, medidas por seu espec- trômetro, uma instrução é enviada para o resto da rede de dispositivos opto- eletrônicos, para aumentar progressivamente os seus fluxos de saída, até um nível de conforto preestabelecido. Alternativamente, a instrução pode não ser referida ao fluxo de saída, mas a outro parâmetro de luz relativo à qualidade de cor ou qualquer outra propriedade espectral, ou talvez possa reproduzir qualquer outra luz pré-ajustada armazenada nos nós de armaze- namento.

Outras instruções mais complexas podem ser compreendidas no parâmetro, dependendo da aplicação sendo considerada, envolvendo ope- rações ou instruções que são enviadas apenas a um conjunto de dispositi- vos optoeletrônicos, ou permite que um conjunto de dispositivos emita uma luz com um espectro de luz predeterminado específico.

O meio para transmitir um parâmetro de espectro de luz pode ser qualquer rede de comunicação, tal como um cabo de Ethernet, comuni- cações sem fio ou qualquer outro tipo adequado de comunicação, usada comumente para transmitir dados entre os dispositivos digitais, usando qual- quer protocolo, preestabelecido ou projetado especificamente para uma apli- cação do sistema. - Além do mais, um dispositivo optoeletrônico, que recebe um primeiro parâmetro, correspondente a uma variação no espectro da luz am- biental, além de compreender um meio para modificar o espectro de luz da luz emitida por seus emissores de luz, pode compreender ainda um meio para enviar um outro parâmetro, correspondente à dita variação de espectro de luz ambiental, a outro dispositivo optoeletrônico. Deste modo, um parâmetro, que pode ser usado para monitorar Ú variações no espectro de luz de uma certa área (a área do dispositivo na Ú qual foram detectadas variações), pode ser enviado diretamente a outros - dispositivos (por exemplo, por transmissão de um sinal para o resto dos dis- positivos), ou por passagem por uma cadeia de vários dispositivos, depen- dendoda aplicação desejada.

As variações no espectro de luz podem ser provocadas por uma variação em uma luz ambiente encontrada dentro da área (por exemplo, uma variação de luz do dia associada com o estado do tempo ou com a hora do dia, entrando dentro da área por uma janela, ou a variação do estado de ligar/desligar de uma luz artificial, tal como uma lâmpada, encontrada nesta área). Também, a presença de objetos e pessoas estáticos ou móveis tam- bém pode afetar o espectro de luz ambiental de uma parte de uma área. Por exemplo, dependendo das cores da roupa de uma pessoa, vários compo- nentes espectrais podem ser filtrados, alterando a luz refletida, que é coleta- da pelo dispositivo optoeletrônico. Essas diferentes variações podem ser usadas para reconhecer diferentes situações dentro da área e executar a- ções de acordo com as ditas variações.

Diferentes modelos espectrais podem ser reconhecidos, tais como os modelos correspondentes a uma variação nas condições do estado dotempo (por exemplo, uma variação na luz do sol), a entrada ou saída de uma pessoa ou animal dentro da área do sistema, ou detecção de eventos dinâmicos, tal como o rastreio de pessoas (por exemplo, em prédios e hospi-

tais) ou o rastreio de objetos (por exemplo, objetos de alto valor em lares ou museus), ou outras aplicações envolvendo o reconhecimento de modelo. Em resposta a quaisquer desses estímulos, o sistema pode reagir por emissão - de uma luz ambiental predeterminada específica, usando alguns ou todos os dispositivo de iluminação do sistema.

De acordo com uma outra concretização, o sistema para modifi- car uma luz ambiental de uma área compreende ainda um servidor de com- putador, que compreende: um meio para receber pelo menos um parâmetro de espectro de luz de um dispositivo optoeletrônico; um meio para determi- nar pelo menos um outro dispositivo optoeletrônico, para enviar um outro Ú parâmetro, com base no parâmetro de espectro de luz recebido; e um meio Ú para transmitir o outro parâmetro ao dispositivo optoeletrônico determinado. . Os dispositivos optoeletrônicos podem ser conectados a um ser- vidor de computador, que pode receber os parâmetros correspondentes a qualquer espectro de luz obtido por qualquer dispositivo optoeletrônico, e pode determinar que outro dispositivo optoeletrônico pode receber o dito pa- râmetro ou outras informações, que podem permitir que o dispositivo receba essas informações, para emitir uma luz com um espectro de luz específico. Deve-se salientar que um parâmetro, correspondente a um primeiro espectro de luz obtido, pode fazer com que um emissor de luz emita uma luz com um segundo espectro específico, os primeiro e segundo espectros não sendo necessariamente iguais.

Alternativamente, de acordo com uma outra concretização da in- venção, o pelo menos um primeiro dispositivo optoeletrônico compreende aindaum meio para determinar pelo menos um outro dispositivo optoeletrô- nico, para enviar o parâmetro de espectro de luz recebido.

Também, o dito meio para determinar um outro dispositivo, para enviar um parâmetro, pode ser compreendido em um ou mais dispositivos, ou em uma combinação de um servidor de computador com um meio de de- terminação, e outros dispositivos com um meio de determinação, dependen- do dos requisitos de cada aplicação específica pretendida para o sistema.

De acordo com uma outra concretização, o sistema compreende um meio para obter um parâmetro de similaridade entre o espectro de luz obtido e um modelo de espectro predeterminado, e em que a determinação de pelo menos um outro dispositivo reprodutor de luz, para enviar o parâme- - tro de espectro de luz recebido, é feita considerando o parâmetro de simila- ridade obtido.

Esta pode ser uma maneira de determinar uma ação (por exem- plo, permitir que o emissor de luz de um dispositivo emita um certo espectro de luz, ou enviar outros parâmetros a outros dispositivos). Por exemplo, vá- rios espectros de luz predeterminados, correspondentes a diferentes situa- ções (luzdo sol, luz de vela, fluorescência, fenômenos naturais, etc.), podem i ser usados para fazer uma comparação com um espectro de luz obtido, de- ' terminando, desse modo, as ações que vão ser tomadas (por exemplo, emi- . tir uma luz com um espectro com uma menor intensidade, uma cor predomi- nante, desligamento de um grupo de emissores de luz de outros dispositivos, etc).

Outro exemplo, que pode ser aplicado a teatros ou estádio para a prática de esportes ao ar livre, se refere a um sistema, que é configurado ou ajustado para detectar diferentes modelos, correspondentes a eventos específicos durante o espetáculo, que, uma vez detectados, podem promo- verum certo tipo de condição de iluminação ou de efeitos dinâmicos de ilu- minação, que podem envolver, parcial ou totalmente, os dispositivos optoele- trônicos do sistema.

Em um sentido amplo, outros ambientes interativos complexos, para muitas aplicações, podem ser criados potencialmente, nos quais as açõesde pessoas são as entradas primárias, e o sistema de iluminação rea- ge como um todo, cada dispositivo único processando suas informações es- pectrais obtidas, e/ou enviando parâmetros para outros dispositivos optoele- trônicos ou servidores de computadores, todo o sistema funcionando para promover um efeito predeterminado relativo a qualquer aplicação, jogo parti- cular, ou apenas para criar atmosferas de espaço com algum grau de intera- tividade entre as pessoas e a luz.

De acordo com uma outra concretização, pelo menos um dispo-

sitivo optoeletrônico do sistema compreende ainda um meio para obter um parâmetro de similaridade entre o espectro de luz obtido e um modelo de espectro predeterminado, e em que o seu meio, para modificar a emissão ” dos emissores de luz, modifica a emissão com base no parâmetro de simila- ridade obtido.

De acordo com uma outra concretização, uma rede neural é es- tabelecida usando cada dispositivo optoeletrônico do sistema como um nó da rede neural.

De acordo com uma outra concretização da invenção, um pro- cesso para modificar uma luz ambiental de uma área, em um sistema para i modificar uma luz ambiental de uma área, o sistema compreendendo um Ú primeiro e um segundo dispositivos optoeletrônicos, e o processo compre- . endendo as seguintes etapas: - obter um espectro de luz da luz ambiental por meio do primeiro dispositivo optoeletrônico; - obter um parâmetro correspondente ao espectro de luz obtido por meio do primeiro dispositivo optoeletrônico; e - enviar o parâmetro obtido do primeiro dispositivo optoeletrônico para o segundo dispositivo optoeletrônico.

Também, de acordo com uma outra concretização, um produto de programa de computador compreendendo instruções de programa, para fazer com que um computador execute o processo para modificar uma luz ambiental, é proporcionado. O programa de computador pode ser incorpora- do em um meio de armazenamento ou em um sinal de onda portadora.

Além do mais, de acordo com um outro aspecto da invenção, o uso de um espectrômetro miniaturizado com base em CMOS é proporciona- do, para obter o espectro de luz de luz ambiental dentro da área, em um dis- positivo optoeletrônico, como descrito previamente.

De acordo com um outro aspecto da invenção, um dispositivo re- flexivo é proporcionado, para determinar a calibração de um dispositivo op- toeletrônico, como descrito acima, o dispositivo reflexivo compreendendo uma superfície com uma parte reflexiva.

Também, um processo para determinar a calibração de um dis- positivo optoeletrônico é proporcionado por meio de um dispositivo reflexivo, como descrito acima, o processo compreendendo: . - dispor o dispositivo reflexivo pelo menos parcialmente dentro daáreadeum ambiente, que os emissores de luz são capazes de iluminar; - emitir uma luz com um espectro de luz previsto por meio dos vários emissores de luz; - obter um espectro de luz real, a partir da luz refletida pelo me- nos parcialmente pelo meio reflexivo, por meio do espectrômetro miniaturi- zado; : - obter um parâmetro de similaridade entre o espectro de luz real Ú obtido e um espectro de luz refletido previsto, correspondente ao espectro . de luz previsto emitido; e - determinar a calibração do dispositivo optoeletrônico com base no parâmetro de similaridade.

Deste modo, por uso do dispositivo reflexivo, uma calibração po- de ser feita da relação entre a energia elétrica (corrente e/ou voltagem), pro- porcionada pelos acionadores eletrônicos a qualquer emissor de luz, e a sa- ída de luz real do mesmo emissor de luz.

O dispositivo reflexivo pode ser qualquer dispositivo adequado para ser disposto dentro da área que pode ser iluminada pelos emissores de luz, e pode ser, por exemplo, uma cobertura colocada em frente dos emisso- res de luz, sendo presa aparafusada ou por qualquer meio de fixação. A su- perfície reflexiva é tal que sua resposta reflexiva é conhecida do (ou pode ser obtida pelo) dispositivo optoeletrônico, sendo, desse modo, possível ob- ter, supondo uma luz emitida, como seu espectro de reflexão deve ser.

Mais especificamente, uma luz predeterminada prevista pode ser emitida, proporcionando-se uma corrente ou voltagem predeterminada espe- cífica aos emissores de luz (por meio do, por exemplo, microcontrolador, que pode usar um acionador para gerar essa corrente ou voltagem). Deve-se notar que não é necessário executar a etapa de emissão da dita luz prevista, após executar a etapa de dispor o dispositivo reflexivo, desde que a etapa de obtenção de um espectro de luz real, que tenha sido refletido pelo dispo- sitivo reflexivo, seja executada após a etapa de dispor e a etapa de emitir. Depois, por disposição de um dispositivo altamente refletivo, que e: pode ser, por exemplo, uma cobertura aparafusada ou presa no dispositivo optoeletrônico, em frente dos emissores de luz, a luz emitida real (que pode não ser a prevista) se reflete em uma superfície do dito dispositivo e, por meio do espectrômetro, um espectro de luz da dita luz refletida real é obtida. Uma vez que a resposta reflexiva do dispositivo reflexivo é co- nhecida, um espectro de luz refletido previsto, correspondente ao espectro de luz emitido, pode ser determinado previamente (por exemplo, sendo ar- ] mazenado em um meio de memória do dispositivo optoeletrônico), permitin- Ú do, desse modo, a obtenção de um parâmetro de similaridade entre ele e o . espectro de luz real obtido. Se esse parâmetro de similaridade implicar que o espectro de luz refletido previsto e o espectro de luz real obtido são diferentes, isso vai significar que os emissores de luz podem estar emitindo uma luz diferente, que eles previram, e, desse modo, uma calibração deve ser feita por, por exemplo, variação da corrente ou voltagem aplicada aos emissores de luz. Isso pode ser útil desde que os emissores de luz possam variar suas propriedades emissivas durante os seus tempos de vida útil, e, portan- to, diferentes correntes e/ou voltagens podem ser necessárias com o tempo, para emitir a mesma luz. Outros processos para calibrar a saída de luz de um dispositivo optoeletrônico também podem ser usados, tais como aqueles consistindo de partes mecânicas, capazes de dirigir o espectrômetro no sentido dos emis- sores de luz.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS Várias concretizações da presente invenção vão ser descritas a seguir, apenas por meio de exemplo não limitante, com referência aos dese- —nhosem anexo, em que: a figura 1 ilustra um dispositivo optoeletrônico, de acordo com uma concretização preferida da presente invenção;

as figuras 2a - 2c ilustram diferentes alternativas de uma parte de um dispositivo optoeletrônico, de acordo com uma outra concretização | preferida da presente invenção; . a figura 3 ilustra um dispositivo optoeletrônico encapsulado, de acordocom uma concretização preferida da presente invenção; a figura 4 ilustra um detalhe do dispositivo optoeletrônico ilustra- do na figura 3, de acordo com uma concretização preferida da presente in- venção; a figura 5 ilustra um sistema para modificar uma luz ambiental de uma área, de acordo com uma outra concretização preferida da presente Ú invenção; e Ú a figura 6 ilustra um sistema para modificar uma luz ambiental de uma área , de acordo com uma outra concretização preferida da presente invenção.

DESCRIÇÃO DE UMA CONCRETIZAÇÃO PREFERIDA De acordo com uma primeira concretização preferida da inven- ção, um dispositivo optoeletrônico, de acordo com a invenção, vai ser descri- to por meio das figuras em anexo. Mais especificamente, na figura 1, um dispositivo optoeletrônico 100 é representado, compreendendo um espec- trômetro miniaturizado 102, compreendendo uma entrada de luz, e uma pri- meira lente de acoplamento 101, apresentada entre a dita entrada de luze a parte externa, projetada de tal modo que maximiza o fluxo de luz acoplado da luz ambiental na entrada de luz do espectrômetro 102.

Além do mais, de acordo com esta concretização, o espectrôme- tro102esualente acoplada 101 são apresentados no centro de um painel, que compreende uma disposição de LED embutida em um painel de LED 103 (mais especificamente, uma placa de circuito impresso ou PCB). Essa posição é ótima, uma vez que o eixo óptico da entrada de luz e da lente 101 aponta no sentido da mesma direção que a da luz emitida (isto é, o eixo de simetria de distribuição angular de luz) pelo painel de LED 103, portanto, capturando a luz ambiental de pelo menos parte da área iluminada pelos LEDs. A luz emitida pela PCB dos LEDs 103 incide nos objetos e superfícies de uma área particular, e uma parte dessa luz refletida ou dispersa é captu- rada de novo pelo espectrômetro 102 pela lente de acoplamento 101, sendo possível extrair informações das vizinhanças por análise da luz coletada - (sondagem de luz ambiente). A lente de acoplamento 101 pode também a- coplarluzde outras fontes de luz diferentes do painel de LED 103, presente no espaço em consideração, seguindo uma rota óptica reta ou após sofrer uma ou mais múltiplas reflexões dentro do espaço.

Deste modo, os fótons saindo de várias fontes, similares ou não (por exemplo, luz natural ou artifici- al), para o dispositivo optoeletrônico, apresentando nesta invenção, podem terminar sendo coletados pela lente de acoplamento.

Ú A exibição do espectrômetro 101 e de sua lente 102 pode variar, Ú : dependendo das aplicações desejadas para o dispositivo optoeletrônico, ou : dependendo da função de cada dispositivo ou de como os dispositivos são distribuídos dentro da área, e, portanto, cada dispositivo vai ser controlado em um modo diferente dentro do sistema.

Outras concretizações, ilustrando variações na exibição do espectrômetro 102, vão ser descritas posteriormen- te, de acordo com outras figuras.

O espectrômetro 102 é incorporado em um microchip do tipo CMOS, que, neste exemplo, é um microespectrômetro, que compreende uma rede nanoimpressa, embora exista uma ampla gama de técnicas, em que a dita rede pode ser incorporada dentro do microchip, o que pode ser também adequado.

Um exemplo comercial de um microespectrômetro pode ser a nova série de espectrômetros incorporados em microchips, manufatu- rados pela Hamamatsu TM.

Também, o dispositivo 100 compreende um meio para modificar a luz emitida 104 pelo seu próprio painel de LED 103 ou por outras fontes de luz.

Esses meios são incorporados em um microcontrolador eletrônico, para adaptar os sinais oriundos do espectrômetro em sinais elétricos, adequados para serem processados por um microcontrolador.

Também, o microcontro- —ladorou um componente eletrônico dedicado pode adaptar um espectro de luz recebido, lido pelo miniespectrômetro, e, de acordo com um conjunto de regras, dependendo de diferentes situações e da aplicação prevista para o dispositivo, modificar a emissão de parte ou de todo o painel de LED 103, por envio da corrente adequada pelos acionadores eletrônicos. Um algoritmo de otimização de microcontrolador pode determinar a corrente que cada LED x único necessita (por leitura de uma tabela de calibração), para obter um es- pectro global desejado de uma luz emitida. O espectro desta luz emitida é a soma de todos os espectros de luz de LED individuais.

A disposição de LED, incorporada em um painel de LED 103, compreende vários LEDs, cada um deles sendo capaz de emitir, em uma certa parte do espectro eletromagnético, cobrindo, desse modo, toda a faixa do espectro da aplicação particular, que pode compreender luz visível ou Ú invisível, ou uma combinação de ambas. Isto é útil, uma vez que, quando um ' teor espectral específico tem que ser emitido, o sistema é capaz de variar a . intensidade de cada emissão de LED, para obter o espectro desejado. Por- tanto, um grande número de LEDs (tipicamente, na faixa entre 5 e 50) é u- sado, quanto maior esse número, mais precisa é a reprodução de qualquer espectro de luz arbitrário. Para obter as melhores homogeneidade e caracte- rísticas fotométricas, a PCB de LED 103 pode ser presa em outros sistemas ópticos, compreendendo lentes e difusores.

Como visto na figura 2A detalhada, o espectrômetro 102 e a len- te101 podem ser mantidos em contato direto, para unir a luz ambiente, co- mo mostrado na configuração da figura 1. Outras configurações mais sofisti- cadas também são possíveis, como ilustrado na figura 2B, em que um guia de onda, na forma de uma fibra óptica 105, é preso em uma extremidade na lente 101, e, na outra extremidade, a uma outra lente 101a, similar à lente original 101. Desta maneira, não há qualquer necessidade de colocar o es- pectrômetro 102 e a lente 101 no mesmo lugar, para obter a luz ambiental desejada, e uma vez que a fibra óptica é flexível, apenas a segunda lente 101a e a extremidade da fibra, presa nela, podem ser colocadas em uma superfície desejada, enquanto recebendo níveis similares ou ainda mais al- tos de fluxo acoplado do que na alternativa anterior da figura 2A, dependen- do da abertura numérica da fibra e da função de Lagrange invariante do sis- tema óptico global.

Outra alternativa pode ser aquela ilustrada na figura 2c, em que, em vez de uma ou duas fibras ópticas 105a, 105b serem exibidas dentro de um alojamento, com uma extremidade presa na primeira lente 101 e a outra - extremidade presa em duas outras lentes 101b, 101c. As ditas lentes são colocadas aproximadamente no mesmo plano que a disposição de LED, en- quanto que o espectrômetro 102 pode ser colocado mais distante das lentes de acoplamento 101b e 101c. Desse modo, um melhor encapsulamento do dispositivo optoeletrônico é obtido, propiciando outras configurações dotadas com elementos de acoplamento móveis 105, 105a, 105b, 101a, 101c, para coletar a luz originária de diferentes regiões ou direções dentro do espaço i sob consideração. Essas partes móveis podem ser também governadas pelo Ú microcontrolador.

. Este encapsulamento é melhor visto na figura 3, na qual o acon- dicionamento do dispositivo optoeletrônico 100, compreendendo a configu- ração de fibra óptica ilustrada na figura 2c, juntamente com o bloco eletrôni- co 106, é apresentado. Nesta configuração, os fótons coletados pelas lentes 101b e 101c são acoplados no espectrômetro 102 pela lente 101. O espectrômetro compacto 102 é capaz de classificar esses fótons, de acordo com suas e- nergias, e proporcionar um sinal eletrônico representando a distribuição (es- pectro) de fótons obtida. Um bloco eletrônico de condicionamento de sinal opcional 106a pode ser necessário para adaptar os sinais e os modos ope- racionais (por exemplo, os tempos de integração do processo de leitura, a sensibilidade ou ganho do sensor de CMOS, etc.) entre o espectrômetro 102 eomicrocontrolador 106b. O microcontrolador 106b, uma vez que as infor- mações espectrais sejam lidas, pode computar um parâmetro espectral par- ticular por meio de um algoritmo dedicado, e executar uma ação em todos os acionadores eletrônicos 106c, que alteram subsequentemente a saída es- pectral da disposição de LED 103, e/ou pelo bloco de comunicações e arma- — zenamento 106d, enviando, por exemplo, um parâmetro ou informações pré- armazenadas por uma rede. Obviamente, um último bloco eletrônico de e- nergia vai ser também necessário, consistindo de uma bateria, para disposi-

tivos autônomos, e/ou um retificador de corrente, para dispositivos ligados em parede, mas foi omitido deliberadamente dos desenhos com o intuito de simplicidade. . Além do mais, o dispositivo ilustrado na figura 3 pode funcionar em quaisquer das configurações de acoplamento de luz, mostradas na figura 2, bem como com múltiplas fibras ópticas acopladas à lente de acoplamento 101 (algumas delas ainda móveis), sem perda de generalidade. Alternativa- mente, outros sensores podem ser facilmente integrados, tais como senso- res de temperatura, sensores de umidade, sensores de velocidade de fluxo dear, sensores de intensidade de luz (silício, células solares, etc.), sensores ] de imagem (disposições de CMOS ou CCD), para proporcionar outras fun- Ú cionalidades, sem limitar o âmbito desta invenção. . A figura 4 ilustra a base do dispositivo optoeletrônico, mostrando o painel de LED 103 e uma disposição típica dos vários LEDs 203 dentro dele. A célula básica contendo os vários emissores de luz 203, que são ca- pazes de reproduzir um espectro arbitrário, é replicada periodicamente para aumentar a energia radiométrica (aplicações não visíveis) ou luminosa (apli- cações visíveis) da luz emitida global. Ao mesmo tempo, esta replicação proporciona um aumento da homogeneidade de cor e espectral da luz de saída.

De acordo com uma outra concretização preferida, a figura 5 i- lustra um sistema para modificar a luz ambiental de uma área 500, compre- endendo vários dispositivos optoeletrônicos 100a - 100d, cujos painéis de LED 103a - d (apenas o 103a indicado) cobrem as subáreas 301a - 301d, e cujos miniespectrômetros 102a - d (apenas o 102a indicado) cobrem as su- báreas 300a - 300d.

Como pode-se notar neste ajuste particular, os cones de luz, e- mitidos pelos painéis de LED de cada dispositivo (as subáreas 301a - 301d) se sobrepõem parcialmente, como em 302. Do mesmo modo, os cones "de detecção" de cada espectrômetro (as subáreas 300a - 300d) sobrepõem os cones de luz emitida pelos dispositivos adjacentes, como em 303. Deste modo, quando os dispositivos são programados em um

"modo de cópia" (isto é, o meio para modificar a luz emitida da disposição de LED é programado para emitir uma luz, que iguala exatamente o espectro de luz obtido pelo espectrômetro do mesmo dispositivo), quando uma variação . ou perturbação externa no espectro da luz ocorre em uma das subáreas co- bertasporum espectrômetro de um dispositivo, o dispositivo correspondente detecta a dita variação e começa a emitir uma luz com o espectro de luz de- tectado. Depois, a área coberta pela sua própria disposição de LED é detec- tada pelos espectrômetros de outros dispositivos, ativando estes outros dis- positivos para obter o novo espectro de luz e iniciar a emissão de luz com o dito novo espectro de luz, criando, desse modo, uma reação em cadeia que : espalha a perturbação original por toda a área coberta por todos os disposi- Ú tivos, obtendo uma nova luz ambiental, em resposta à dita primeira variação : ou perturbação.

A dita variação no espectro de luz de uma parte da área do sis- tema (que pode ser detectada por um dispositivo) pode ser provocada por uma variação na luz oriunda da parte externa da área (por exemplo, a luz do sol, um clarão de uma luz artificial oriundo de outro espaço, etc.), uma varia- ção feita intencionalmente (alguém querendo uma luz instantânea no sentido de um espectrômetro), ou, por exemplo, a entrada de pessoas no ambiente, ouomovimento delas no dito ambiente.

Também, uma variação na luz ambiental pode ser provocada por uma variação programada na emissão de uma disposição de LEDs de um dispositivo optoeletrônico particular, (isto é, por exemplo, a emissão de uma luz com um espectro de luz pré-armazenado, programado pelo usuário, a ser executadaem um determinado período do dia), propiciando uma reação em cadeia e uma variação global da luz ambiental de uma área apenas variando automaticamente a emissão de apenas um dispositivo do sistema.

Naturalmente, os dispositivos do sistema podem ser programa- dos diferentemente entre eles, sendo uma parte deles estática (não modifi- candoa sua própria emissão de luz por qualquer variação espectral), e outra parte sendo modificável (por exemplo, funcionando em um "modo de cópia", como descrito previamente).

Uma possível aplicação deste sistema pode ser, por exemplo, a transmissão de informações de condições de iluminação diurna de um dis- positivo próximo a uma janela, para o interior do prédio. . Outras aplicações incluem interações humanas com ambientes de iluminação inteligente, de modo que as expressões humanas represen- tem uma parte ativa, como entradas para o sistema inteligente, para obter um objetivo ou estado emocional desejado dentro do ambiente.

Outros exemplos incluem jogos interativos.

Por exemplo, um jo- go, no qual os usuários, tendo luzes instantâneas coloridas diferentes, preci- sam variar a iluminação global de uma área, dirigindo suas luzes instantãâ- : neas ou tocha no sentido dos dispositivos, e quando o vencedor é o time que : muda todas as luzes das áreas para suas cores. . Uma outra concretização da invenção pode ser um sistema com vários dispositivo de iluminação apresentados como o sistema descrito pre- viamente, em que cada comprimento de onda característico dos emissores de luz representa um canal de comunicação.

Neste sentido, um usuário ou um programa de computador pode governar um dispositivo optoeletrônico particular para servir como um emissor, com vários canais determinados pe- lo número de emissores com um comprimento de onda característico dife- rente que ele tem, e sendo todos os tipos de protocolos de comunicação di- gitais, multilógicos ou multianalógicos habilitados em cada único canal.

Des- te modo, o resto dos dispositivos optoeletrônicos é capaz de receber esses componentes espectrais pelo seu próprio espectrômetro, e continuar a transmitir as mesmas informações a outros dispositivos por reprodução de uma luzcomo mesmo espectro de luz, ou decifrar as informações por deco- dificação das informações contidas em cada canal de comunicação e execu- tar a ação necessária.

Desse modo, as informações podem ser codificadas em um es- pectro de luz de uma luz emitida (isto é, codificadas por uso do comprimento de onda característico de cada único LED como os canais de comunicação) e, quando emitida pelo dito dispositivo optoeletrônico, a luz emitida pode ser detectada por outros dispositivos optoeletrônicos, que, quando configurados em um "modo de cópia" (um dispositivo obtém um espectro de luz e emite o mesmo espectro de luz com sua própria disposição de LED), provocam uma reação em cadeia, o espectro de luz compreendendo informações codifica- - das enviadas por uma cadeia de emissão de cópia por outros dispositivos optoeletrônicos.

Em uma outra concretização da invenção, o sistema compreen- de um servidor de computador, conectado a todos os dispositivos optoele- trônicos do sistema. Esta conexão (por meio de uma rede de comunicação por meio de cabo, sem fio, ou qualquer outro tipo adequado de comunicação entre dispositivos de computação) permite que os dispositivos optoeletrôni- cos enviem informações para o dito servidor, correspondentes a qualquer Ú variação em um espectro de luz detectado dentro da sua área corresponden- te, deixando, desse modo, o servidor controlar as ações que vão ser execu- tadas por qualquer dispositivo optoeletrônico. As decisões tomadas pelo ser- vidorde computador podem compreender outras entradas, tais como a hora do dia ou outras informações relevantes (por exemplo, as informações histó- ricas correspondentes às variações espectrais detectadas previamente em outros dispositivos optoeletrônicos, outros sensores, etc.).

Deste modo, o sistema pode ser conectado a outros sistemas que podem ser ou não do mesmo tipo, por meio do servidor de computação. Esses sistemas adicionais podem incluir redes de sensores, microgrades, a Internet, outros servidores de computação, ou outros dispositivos optoeletrô- nicos ou redes de comunicações de interesse.

Além do mais, os dispositivos optoeletrônicos podem também se comunicar entre eles, e, por exemplo, diferentes tipos de dispositivos optoe- letrônicos podem ser programados para controlar outros dispositivos optoe letrônicos, combinando, desse modo, o uso do servidor e dos dispositivos optoeletrônicos, o que também pode controlar as ações a serem executadas por outros dispositivos optoeletrônicos, o que pode ser preferido dependen- doda aplicação desejada para o sistema, da posição dos dispositivos dentro de uma ou mais áreas, etc.

Um exemplo de uma outra aplicação do sistema é a concretiza-

ção da invenção ilustrada na figura 6, em que um sistema, compreendendo vários dispositivos optoeletrônicos (tal como o dispositivo 100d ou 100e), de acordo com a invenção, é apresentado na área 1, de modo tal que a soma = das faixas 300d dos espectrômetros de cada dispositivo 100d cubra pratica- mente toda a área, com o objetivo de rastrear pessoas ou objetos nesta á- rea, emitindo, opcionalmente, consequentemente, uma luz adequada, e/ou enviando as informações a outros dispositivos ou servidores de computação Mais especificamente, como visto nas concretizações anteriores, as faixas 300d dos espectrômetros se sobrepõem parcialmente, permitindo, desse modo, que o sistema, quando uma pessoa 2 passa pela área 1, vá de uma ' faixa a outra, a área de sobreposição permitindo que ambos os dispositivos Ú detectem a pessoa e emita uma luz predeterminada, com um teor espectral predeterminado, ou envie essas informações para processamento posterior. Este processamento pode incluir a identificação de pessoas, com base em programas computacionais. Os algoritmos computacionais podem ser com- preendidos em um ou vários dispositivos optoeletrônicos (isto é, programa- ção distribuída), e/ou em servidores de computadores. Para executar o re- conhecimento de modelo, os algoritmos podem incluir técnicas baseadas em computação de programação, tais como as redes neurais, lógica fuzzy e/ou outros paradigmas computacionais avançados.

Por exemplo, para detectar uma pessoa dentro de uma faixa 300d de um dispositivo 100d, um modelo predeterminado, com base no teor espectral recebido para essa pessoa particular, é armazenado. Então, quan- do esse modelo é reconhecido pelo sistema como sendo uma pessoa ou objeto, presente em uma base de dados pré-armazenada, um sinal de reco- nhecimento de identificação ou de outras informações pode ser enviado por uma rede para outros dispositivos optoeletrônicos ou a um servidor, que po- de executar a ação necessária.

Essas informações podem compreender um conjunto de instru- ções para outros dispositivos requerendo que eles emitam uma certa luz, ou podem ser enviadas diretamente para os acionadores, que controlam os LEDs para reproduzir uma luz com um teor espectral específico, que pode pertencer, por exemplo, a um ajuste de iluminação preestabelecido do usuá- rio sendo rastreado. l As ditas informações também podem compreender, por exem- - plo, as características espectrais correspondentes às luzes refletidas por diferentes tipos de cores de roupas, tipos de roupa refletindo luz em uma maneira específica, o tipo de reflexão de pele ou cabelo humano, etc.

Além do mais, o movimento de um objeto ou de uma pessoa também pode ser detectado por incorporação de outras características, tal como quão rápido o espectro varia, ou se ele varia de um para outro tipo, etc. As informações também podem ser reunidas por comparação dos es- ' pectros que os diferentes dispositivos optoeletrônicos obtêm em um espaço : particular. Esse modo de compartilhar as informações pelas portas de co- ' municação, entre os dispositivos optoeletrônicos e os servidores de compu- tação adicionais, pode ajudar em rastrear as variações que ocorrem em todo oespaço, no qualo sistema de iluminação é instalado.

Uma aplicação desse sistema pode ser uma na qual a luz emiti- da por todos os dispositivos é baixa ou não existente, e, quando um objeto móvel ou uma pessoa passa abaixo de um dispositivo optoeletrônico particu- lar, isso altera sua emissão a um nível de iluminação confortável, iluminan- do, desse modo, o caminho tomado pela pessoa. Uma vez que as faixas lidas dos dispositivos optoeletrônicos se sobrepõem, uma configuração pode ser obtida na qual o caminho em frente da pessoa é iluminado (como visto na figura, iluminado, por exemplo, pelo dispositivo 100d, e os dispositivos ilustrados com suas faixas em uma linha traçada em negrito) e, também, a luz iluminando o caminho atrás ou longe da pessoa pode ser obscurecido (como visto na figura, por exemplo, o dispositivo 100e, e os dispositivos ilus- trados com suas faixas em uma linha traçada clara), desse modo, apenas iluminando uma parte da área adjacente à pessoa (e correspondendo ao caminho pelo qual ele está andando), economizando energia elétrica no pro- cessoglobal.

As redes neurais artificiais têm sido usadas em muitas aplica- ções desde o surgimento delas nos anos 80. A sua implementação mais comumente usada é um programa sendo executado em um computador pessoal ou uma estação de trabalho, e o seu uso amplo é em razão da mai- i or flexibilidade de seu software, no qual os usuário podem facilmente modifi- . car a topologia da rede, o tipo de elementos de processamento, ou aprender regras de acordo com os requisitos de suas aplicações.

No entanto, para implementar a rede neural em um computador sequencial parece ser muito paradoxal, porque as redes neurais biológicas, das quais as redes neurais artificiais se originam, operam bastante em para- lelo.

Uma etapa para os sistemas neurais altamente paralelos é a uti- Ú lização de vários elementos de processamento (neurônios). Neste aspecto, i um sistema de dispositivos optoeletrônicos pode ser adequado para conduzir : essas abordagens para computação em paralelo. Em mais uma outra concretização da invenção, o uso de compu- taçãoem paralelo, em um sistema de dispositivos optoeletrônicos, pode ser incorporado na criação de uma rede neural, em que os vários dispositivos optoeletrônicos, distribuídos em um espaço, vão agir como nós (neurônios artificiais) da rede neural. As conexões ou comunicações entre os nós pode ser feita por uma rede de comunicação entre eles, ou por luz, compreenden- do informações codificadas no seu espectro de luz, como descrito previa- mente. Neste sentido, nesse sistema, os princípios de processamento e a- daptação não linear, distribuído, paralelo e local, normalmente usados em uma rede neural, podem ser facilmente obtidos.

Além disso, a rede neural é dotada com um modelo matemático ou computacional para processamento de informações. O modelo computa- cional pode ser armazenado e/ou executado pelo microcontrolador de cada dispositivo optoeletrônico, e/ou distribuído entre os vários dispositivos optoe- letrônicos, ou ainda governado por uma unidade de processamento central pelas portas de comunicação, tal como um computador pessoal.

Embora a presente invenção tenha sido descrita em detalhes com a finalidade de ilustração, deve-se entender que esse detalhe é apenas para esse fim, e variações podem ser feitas nela por aqueles versados na técnica, sem afastar-se do âmbito da invenção.

Desse modo, ainda que as concretizações preferidas dos pro- i cessos e dos sistemas tenham sido descritas com referência ao ambiente no ” qual foram desenvolvidos, são meramente ilustrativos dos princípios da in- venção.

Outras concretizações e configurações podem ser elaboradas, sem que se afaste do âmbito das reivindicações em anexo.

Ainda mais, embora as concretizações da invenção, descritas com referência aos desenhos, compreendam aparelhos de computação e processos de computação, executados em aparelhos de computação, a in- venção também se estende a programas de computação, particularmente, Ú programas de computação em um portador, adaptados para colocar a inven- ] : ção em prática.

O programa pode ser na forma de código-fonte, código- . objeto, uma fonte intermediária de código e um código-objeto, tal como em uma forma parcialmente compilada, ou em qualquer outra forma adequada para uso na implementação dos processos de acordo com a invenção.

O portador pode ser qualquer entidade ou dispositivo capaz de conduzir o pro- grama.

Por exemplo, o portador pode compreender um meio de arma- zenamento, tal como uma ROM, por exemplo, um CD-ROM, ou uma ROM —semicondutora, ou um meio de gravação magnético, por exemplo, um disco flexível ou um disco rígido.

Ainda mais, o portador pode ser um portador transmissível, tal como um sinal elétrico ou óptico, que pode ser transporta- do por meio de cabo elétrico ou óptico, ou por rádio ou outro meio.

Quando o programa é representando em um sinal, que pode ser transportado diretamente por um cabo, ou outro dispositivo ou meio, o porta- dor pode ser constituído por esse cabo ou outro dispositivo ou meio.

Alternativamente, o portador pode ser um circuito integrado, no qual o programa é embutido, o circuito integrado sendo adaptado para exe- cução no, ou para uso no desempenho do, processo relevante.

Claims (20)

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo optoeletrônico (100), caracterizado por compreen- der: uma pluralidade de emissores de luz (103), dispostos para que sejam " capazes de iluminar uma área de um ambiente; um espectrômetro miniaturi- zadoà basede CMOS (102), disposto para obter o espectro de luz de luz ambiental dentro da área do ambiente; e um meio de controle (104) para modificar a emissão dos emissores de luz, com base no espectro de luz ob- tido.

2. Dispositivo optoeletrônico de acordo com a reivindicação 1, i 10 caracterizado pelo fato de que o espectrômetro (102) compreende uma en- ' trada de luz, para obter o espectro de luz da luz ambiental.

" S 3. Dispositivo optoeletrônico de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de compreender ainda pelo menos um elemento óp- tico (101), acoplado à entrada de luz, para aumentar o fluxo de luz entrante pelaentrada de luz.

4. Dispositivo optoeletrônico de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o elemento óptico (101) compreende um con- junto de lentes ópticas.

5. Dispositivo optoeletrônico de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizado pelo fato de compreender ainda um elemento de guia de onda (105), tendo uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, a primeira extremidade acoplada ao elemento óptico (101).

6. Dispositivo optoeletrônico de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o elemento de guia de onda (105) é um guia deonda de fibra óptica.

7. Dispositivo optoeletrônico de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizado pelo fato de compreender ainda um segundo elemento ópti- co (101a), acoplado à segunda extremidade do elemento de guia de onda (105).

8. Dispositivo optoeletrônico de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o primeiro (101) ou segundo elemento óptico (101a) é móvel, o dispositivo compreendendo ainda um meio para movimen-

tar o dito primeiro ou segundo elemento óptico.

9. Sistema para modificar a luz ambiental de uma área, caracte- i rizado pelo fato de compreender pelo menos dois dispositivos optoeletrôni- S cos como definidos em qualquer uma das reivindicações de 1 a 8, e um meio paratransmitir informações entre eles.

10. Sistema para modificar a luz ambiental de uma área de a- cordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que: - pelo menos um primeiro dispositivo optoeletrônico (100a) com- preende ainda um meio para obter e um meio para transmitir um parâmetro . 10 de espectro de luz, correspondente a um espectro de luz obtido, a um outro ' dispositivo optoeletrônico (100b); e ' - pelo menos um segundo dispositivo optoeletrônico (100b) compreende um meio para receber um parâmetro de espectro de luz, cor- respondente a um espectro de luz obtido, e um meio para modificar a emis- são(301b) do seu emissor de luz (103b), com base no parâmetro recebido.

11. Sistema para modificar uma luz ambiental de uma área de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de compreender ain- da um servidor de computador, compreendendo um meio para receber pelo menos um parâmetro de espectro de luz de um dispositivo optoeletrônico (100a); um meio para determinar pelo menos um outro dispositivo optoele- trônico (100b), para enviar um outro parâmetro, com base no parâmetro de espectro de luz recebido; e um meio para transmitir o outro parâmetro ao dispositivo optoeletrônico (100b) determinado.

12. Sistema para modificar uma luz ambiental de uma área de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um primeiro dispositivo optoeletrônico (100a) compreende ainda um meio para determinar pelo menos um outro dispositivo optoeletrônico (100b), para enviar o parâmetro de espectro de luz recebido.

13. Sistema para modificar uma luz ambiental de uma área de — acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizado pelo fato de compreen- der ainda um meio para obter um parâmetro de similaridade entre o espectro de luz obtido e um modelo de espectro predeterminado, e em que a determi-

nação de pelo menos um outro dispositivo reprodutor de luz (100b), para enviar o parâmetro de espectro de luz recebido, é feita considerando o pa- râmetro de similaridade obtido. &

14. Sistema para modificar uma luz ambiental de uma área de acordo com qualquer uma das reivindicações de 9 a 13, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dos dispositivos optoeletrônicos (100b) do siste- ma compreende ainda um meio para obter um parâmetro de similaridade entre o espectro de luz obtido e um modelo de espectro predeterminado, e em que o seu meio para modificar a emissão dos emissores de luz (103b) . 10 modificaa emissão (301b) com base no parâmetro de similaridade obtido. *

15. Sistema para modificar uma luz ambiental de uma área de ' acordo com qualquer uma das reivindicações de 11 a 14, caracterizado pelo fato de que uma rede neural é estabelecida usando cada dispositivo optoele- trônico (100a - 100d) como um nó da rede neural.

16. Processo para modificar uma luz ambiental de uma área em um sistema como definido em qualquer uma das reivindicações de 9 a 15, compreendendo um primeiro (100a) e um segundo (100b) dispositivos op- toeletrônicos, o processo caracterizado pelo fato de compreender: - obter um espectro de luz da luz ambiental por meio do espec- trômetro miniaturizado (102a) do primeiro dispositivo optoeletrônico (100a); - obter um parâmetro correspondente ao espectro de luz obtido por meio do primeiro dispositivo optoeletrônico (100a); e - enviar o parâmetro obtido do primeiro dispositivo optoeletrônico para o segundo dispositivo optoeletrônico (100b).

17. Produto de programa de programa de computador, compre- endendo instruções de programa para fazer com que um computador execu- te o processo para modificar uma luz ambiental, de acordo com a reivindica- ção 16.

18. Produto de programa de computador de acordo com a rei- vindicação 17, incorporado em um meio de armazenamento.

19. Dispositivo reflexivo para determinar a calibração de um dis- positivo optoeletrônico como definido em qualquer uma das reivindicações de 1 a 8, caracterizado pelo fato de compreender uma superfície com uma parte reflexiva. :

20. Processo para determinar a calibração de um dispositivo op- , toeletrônico (100) como definido em qualquer uma das reivindicações de 1 a 8,pormeio de um dispositivo reflexivo como definido na reivindicação 19, o processo caracterizado pelo fato de compreender:

- dispor o dispositivo reflexivo pelo menos parcialmente dentro da área de um ambiente, que os emissores de luz (103) são capazes de ilu- minar;

. 10 - emitir uma luz com um espectro de luz previsto por meio dos º vários emissores de luz (103); , - obter um espectro de luz real, refletido pelo menos parcialmen- te pelo meio reflexivo, por meio do espectrômetro miniaturizado (102); - obter um parâmetro de similaridade entre o espectro de luz real obtidoe um espectro de luz refletido previsto, correspondente ao espectro de luz previsto emitido; e

- determinar a calibração do dispositivo optoeletrônico com base no parâmetro de similaridade.