照明系统的控制方法 技术领域
本发明是为一种照明系统的控制方法, 尤指一种可控制'照明系统特性 的控制方法。 背景技术
发光二极管 (Light Emitt ing Diode 以下简称 LED ) 是一种可直接将 电能转化为可见光和辐射能的发光元件, 其发光的原理是在半导体内正负 极两个端子施加电压, 当电流通过, 使电子与空穴相结合时, 剩余能量便 以光的形式释放, 依其使用的材料的不同以及能阶的高低使光子能量产生 不同波长的光, 因此, 发光二极管 (LED ) 通常具有工作电压低、 耗电量 小、 发光效率髙、 发光响应时间极短、 光色纯、 结构牢固、 抗冲击、 耐振 动、 性能稳定可靠、 重量轻体积小以及成本低等一系列特性, 因此, 已经 有许多的照明系统都采用发光二极管 (LED ) 做为其发光元件, 以取代使 用寿命以及性能较差的传统发光元件 (例如: 灯泡)。
一般利用发光二极管 (LED ) 为其发光元件的照明系统, 可通过红绿 蓝三原色 (Red- Green-Blue , 简称 RGB ) 来调配出不同颜色的输出光线。 在以往, 使用者若要调整照明系统的特性, 例如: 光线的强弱或颜色的输 出等, 必须由照明系统上的操控接口 (例如: 按钮或旋钮) 的触发控制来 调整光线强弱或光线颜色输出。 然而, 现在已经有人提出利用超声波收发 感测装置来调整光线强弱或光线颜色输出。
请参见图 1 A, 其是为使用具备该超声波收发感测装置来控制发光二 极管 (LED ) 的照明系统示意图。 而从图中我们可以清楚的看出, 该照明 系统包含有一光源 1 0 以及一超声波收发感测装置 1 1 。 其中该光源至少 包含一红色 (R ) 发光二极管、 一绿色 (G ) 发光二极管、 与一蓝色 (B ) 发光二极管。 当有物体 1 2 (例如是使用者的手) 进入到该照明系统附近 的超声波感测区域时, 该超声波收发感测装置 1 1所发射出的一超声波便 会被物体 1 2反射而产生反射信号 (echo si gnal ) , 而反射信号进一步会
被该超声波收发感测装置 1 1所接收, 如此照明系统内的处理器可以得知 超声波行进的时间 (Time- of- Fl ight , T0F) , 而由计算超声波行进的时间 即可以计算出物体 1 2与该接收器之间的距离 R, 而照明系统根据物体 1 2与该接收器之间的距离变化而产生控制信号, 进而控制该照明系统中光 源 1 0所发出的特性, 例如是光线强弱或光线颜色的改变等。
此外,在欧洲专利第 W 2 0 0 6 / 0 5 6 8 1 4号中提出了一种照明系 统, 如图 1 B 所示, 该照明系统主要包含了一红外线收发感测装置 1 3 以 及一发光单元 1 4 , 当有一物体 1 2 (例如是使用者的手部) 进入到该红 外线收发感测装置 1 3的感测范围内时, 该红外线收发感测装置 1 3所发 出的一红外线 1 5便会被该物体 1 2 反射而形成一反射光线 1 6传送至 该红外线收发感测装置 1 3所包含的一接收器 1 7中, 利用该红外线收发 感测装置 1 3所接收的该物体 1 2所反射的该反射光线 1 6强度反比于 该物体 1 2至该红外线收发感测装置 1 3的距离平方, 便可以推估出该物 体 1 2相对于该红外线收发感测装置 1 3的位置变化, 进而控制调整该照 明系统中该发光单元 1 4所发出光线的亮度或是颜色的输出。
然而, 上述所提出的照明系统皆仅能够控制一种光源特性, 例如是光 线强弱或是光线颜色等的其中一种, 其无法同时进行两种以上的光源特性 调整, 例如具有调整光线强弱以及光线颜色的改变的双重功能。 因此, 如 何提升照明系统的使用方便性, 是为发展本发明的最主要的目的。 发明内容
本发明是提出一种照明系统的控制方法, 该照明系统中具有一超声波 收发感测装置, 包含下列步骤: 因应该超声波收发感测装置根据超声波行 进的时间, 计算出一物体与该超声波收发感测装置之间的距离, 进而划分 出至少一控制区域, 当移动该物体至该控制区域时, 会针对相对应的一灯 光特性进行一控制程序。
本发明更提出一种照明系统的控制方法, 该照明系统中具有一超声波 收发感测装置, 包含下列步骤: 于该照明系统电源开启时, 进入一等待启 动模式; 在该等待启动模式时, 利用该超声波收发感测装置计算出一物体 与该超声波接收器之间的距离, 进而划分出至少一控制区域, 之后进入一
等待模式; 在该等待模式时, 于一特定时间之内侦测该物体是否进入该控 制区域, 若是, 则进入一控制模式, 若否, 则进入一待命模式; 在该控制 模式时, 改变该照明系统的一灯光特性; 以及, 在该待命模式时, 利用该 超声波收发感测装置计算出该物体与该超声波接收器之间的距离是否改 变, 若是, 进入该等待启动模式, 若否, 维持在该待命模式。 附图说明
本发明由下列实施例及附图的说明, 可以得一更深入的了解, 其中: 图 1 A 为已知使用具备超声波收发感测装置来控制发光源的照明系统 示意图。
图 1 B 为已知使用具备红外线收发感测装置来控制发光源的照明系统 示意图。
图 2 A所绘示为本发明控制照明系统设定的各种区域示意图。
图 2 B所示所绘示为本发明控制照明系统设定的待命区示意图。
图 2 C所绘示为本发明控制照明系统特性的控制流程图。
图 3 A为等待启动模式流程图。
图 3 B为等待模式流程图。
图 3 C为控制模式流程图。
图 3 D为待命模式流程图。
图 4所绘示为照明系统确认地板为物体时的控制示意图。
图 5 A所绘示为照明系统进行第一种照明特性的控制示意图。
图 5 B所绘示为照明系统进行第一控制程序示意图。
图 6 A所绘示为照明系统进行第二种照明特性的控制示意图。
图 6 B所绘示为照明系统进行第二控制程序示意图。 具体实施方式
请参照图 2 A, 其所绘示为本发明控制照明系统设定的各种区域示意 图。 该照明系统包含有一光源模块与一处理器 (未绘示), 光源模块中有 一光源 1 4 0 、 一超声波收发感测装置 1 4 1 。
当控制者将物体 1 5 0 (例如是使用者的手)置于超声波感测区域时, 替换页
处理器即进入一等待启动模式 (wait control enable), 接着照明系统的 处理器会根据超声波行进的时间 (T0F) 计算出超声波收发感测装置与物 体 1 5 0之间的距离 R 1 。
接着, 处理器会以超声波收发感测装置与物体 1 5 0之间的距离 R1 为参考距离进一步设定一启动控制区 (control enable region) 1 2 2、 一第一控制区( 1 st control region) 1 1 1 、一第二控制区( 2 nd control region) 1 4 4与一等待区 1 5 5。 由图 2 A可知, 启动控制区 1 2 2的 上下限与超声波收发感测装置的距离为 R2与 R3 ; 该第一控制区 1 1 1 的上下限与超声波收发感测装置的距离为 R4与 R5; 该第二控制区 1 4 4的上下限与超声波收发感测装置的距离为 R6与 R7; 该等待区 1 5 5 的上下限与超声波收发感测装置的距离为 R5与 R6 , 其中, R4〈R5 <R2 〈R1 <R3 <R6 <R7。 根据本发明的实施例, 启动控制区 1 2 2的上下限距 离约为 5公分; 该第一控制区 1 1 1与第二控制区 1 4 的上下限距离约 为 1 0公分至 5 0公分; 该等待区 1 5 5的上下限的距离约为 1 0公分至 3 0公分。
请参见图 2 C, 其所绘示为本发明控制照明系统特性的控制流程图。 当电源开启后, 控制者将物体置于超声波波感测区域时处理器会进入该等 待启动模式 2 5, 此时处理器会根据超声波的飞行时间计算出超声波收发 感测装置与物体 1 5 0之间的距离为 R1 , 并以 R 1为参考距离进一步设 定启动控制区 1 2 2 、 一第一控制区 1 1 1 、 第二控制区 1 4 4与一等待 区 1 5 5 , 如图 2 A所示。 再者, 于该等待启动模式 2 5时, 当控制者将 物体 1 5 0维持在该 R1附近, 也就是将物体 1 5 0维持在启动控制区 1 2 2 内 (R2与 R3之间) 超过一第一时间 (例如 1秒) 时, 处理器即进入 等待模式 (wait mode) 2 8。
假设控制者无法将物体 1 5 0维持在启动控制区 1 2 2 内 (R2与 R 3之间) 超过第一时间时, 处理器会停留在该等待启动模式 2 5, 并根据 超声波的飞行时间再次计算出超声波收发感测装置与物体 1 5 0之间的 距离 (R 1 ) 并设定为参考距离, 并且直到该物体 1 5 0维持在启动控制 区 1 2 2 内 (R2与 R3之间) 超过第一时间时, 处理器才可进入等待模式 2 8
根据本发明的实施例, 在等待模式 2 8中处理器于一第二时间 (例如 5秒) 之内侦测物体 1 5 0是否有移动到等待区 1 5 5之外, 如果移动到 其它区域即代表控制者要进行照明系统特性的调整。 举例来说, 在等待模 式 2 8中, 假设于第二时间内, 控制者将物体 1 5 0移动到第一控制区 1 1 1 , 则处理器进入控制模式 3 1并执行一第一控制程序, 以便控制第一 种照明系统特性, 例如控制光线颜色的变化。或者, 假设于一第二时间内, 控制者将物体 1 5 0移动到第二控制区 1 4 则处理器进入控制模式 3 1执行一第二控制程序, 以便控制第二种照明系统特性, 例如控制光线强 弱的变化。 或者, 假设于一第二时间之内, 控制者持续将物体 1 5 0维持 在等待区 1 5 5或者将物体 1 5 0移动至第一控制区 1 1 1 与第二控制 区 1 4 4之外则处理器产生错误信号并进入一待命模式 3 5 。
再者, 当处理器进入控制模式 3 1进行第一控制程序时, 处理器会对 第一种照明系统特性做循环的变化, 例如根据上述实施例, 处理器会对照 明系统输出的光线颜色做循环的变化, 若变化到控制者所需的光线颜色时 只要将物体 1 5 0移出第一控制区 1 1 1则光线颜色即会停留在使用者 所需的状态; 或者, 当处理器进入控制模式 3 1进行第二控制程序时, 处 理器会对第二种照明系统特性做循环的变化, 例如根据上述实施例, 处理 器会对照明系统输出的光线强弱做循环的变化, 若变化到控制者所需的光 线强弱时只要将物体 1 5 0移出第二控制区 1 4 4则光线强弱即会停留 在使用者所需的状态。 之后, 处理器也会自动返回等待模式 2 8。 反之, 若物体 1 5 0仍停留在第一控制区 1 1 1或第二控制区 1 4 4, 使得光线 颜色或者光线强弱的控制时间超过一第三时间 (如 1分钟), 则产生错误 信号并跳至待命模式 3 5 。
于待命模式 3 5时, 处理器会根据先前物体 1 5 0与超声波收发感测 装置 1 4 1之间的参考距离 R 1另行设定一待命区 1 6 6 。 如图 2 B所示, 其所绘示为本发明控制照明系统设定的待命区示意图。 该待命区 1 6 6上 下限与超声波收发感测装置的距离为 R 8与 R 9 。 根据本发明的实施例, 待命区 1 6 6的上下限距离约为 1 0公分至 2 0公分。 接着, 处理器持续 侦测物体 1 5 0是否持续维持在该待命区 1 6 6内。 假设物体 1 5 0是持 续维持在该待命区 1 6 6 内, 则处理器维持在待命模式 3 5中; 反之, 假
设物体 1 5 0是移动至该待命区 1 6 6外, 则处理器再次进入等待启动模 式 2 5。 以下再就本发明的技术流程做更详细的描述。
请参见图 3 A, 此为等待启动模式流程图。 于等待启动模式 2 5时, 控制者将物体置于感测区域使得处理器可量测物体距离 2 5 1 ; 接着, 处 理器确认物体的距离并计算出启动控制区、 第一控制区、 第二控制区与等 待区 2 5 2; 接着, 处理器继续侦测物体是否维持在启动控制区内超过一 第一时间 2 5 3 ; 当物体维持在启动控制区内超过一第一时间时, 处理器 进入等待模式 2 5 4 ; 否则, 回到步骤 2 5 1 。
请参见图 3 B, 此为等待模式流程图。 于等待模式 2 8时, 处理器于 一第二时间内量测物体是否移动至第一控制区或者第二控制区 2 8 2 。 于 一第二时间内物体已经移动至第一控制区或者第二控制区时, 处理器进入 控制模式 2 8 3 ; 否则, 处理器进入待命模式 2 8 4 。
请参见图 3 C, 此为控制模式流程图。 于控制模式 3 1时, 处理器量 测物体是否在第一控制区 3 1 1 ; 若是, 则处理器执行第一控制程序 3 1 2; 接着, 处理器继续量测物体是否还在第一控制区 3 1 3; 若否, 则处 理器进入等待模式 3 1 4; 若物体还在第一控制区, 则处理器继续判断物 体是否在第一控制区内超过一第三时间 3 1 5; 若是, 则处理器进入待命 模式 3 1 6 ; 反之, 处理器继续执行第一控制程序 3 1 2 。
或者,于控制模式 3 1时,处理器量测物体是否在第一控制区 3 1 1 ; 若不是在第一控制区时, 则处理器执行第二控制程序 3 1 7; 接着, 处理 器继续量测物体是否还在第二控制区 3 1 8; 若否, 则处理器进入等待模 式 3 1 4 ; 若物体还在第二控制区, 则处理器继续判断物体是否在第二控 制区内超过第三时间 3 1 9 ; 若是, 则处理器进入待命模式 3 1 6 ; 反之, 处理器继续执行第二控制程序 3 1 7 。
根据本发明的实施例, 第一控制程序为改变光线的颜色, 且光线颜色 改变的频率为每秒钟改变一次。 也就是说, 假设第三时间为 1分钟, 当物 体在第一控制区内时, 光线颜色最多可以改变 6 0次。 当光线颜色改变 6 0次而物体还在第一控制区内时, 则产生错误信号并且处理器进入待命模 式; 当光线颜色改变 6 0次之内而物体移出第一控制区内时, 则光线颜色 设定完成且处理器进入等待模式。
同理, 在本发明的实施例中, 第二控制程序为改变光线的强弱, 且光 线强弱改变的频率为每秒钟改变一次。也就是说,假设第三时间为 1分钟, 当物体在第二控制区内时, 光线强弱最多可以改变 6 0次。 当光线强弱改 变 6 0次而物体还在第二控制区内时, 则产生错误信号并且处理器进入待 命模式; 当光线强弱改变 6 0次之内而物体移出第二控制区内时, 则光线 强弱设定完成且处理器进入等待模式。
请参见图 3 D, 此为待命模式流程图。 于待命模式 3 5时, 处理器会 设定一待命区 3 5 1 ; 之后, 处理器量测物体的距离 3 5 2 ; 接着, 处理 器判断物体是否离开待命区 3 5 3 ; 当物体未离开待命区, 则回到步骤 3 5 2继续量测物体的距离; 反之, 当物体离开待命区, 则处理器进入等待 启动模式 3 5 4 。
根据上述的实施例, 以下提供多个范例用以解释本照明系统的控制方 法。 范例 1 : 假设照明系统电源开启时, 控制者没有将物体移入感测区域 时, 此时, 地板会反射超声波。 也就是说, 地板 3 0 0 即为物体。 请参见 图 4 , 其所绘示为照明系统确认地板为物体时的控制示意图。 当超声波照 射到地板时, 处理器则会进入等待启动模式 2 5侦测物体 (地板) 3 0 0 的距离 R 1 , 接着进一步设定出启动控制区 (R 2至 R 3 ) 1 2 2、 一第一 控制区 (R 4至 R 5 ) 1 1 1 、 第二控制区 (R 6至 R 7 ) 1 4 4、 与等待 区 (R 5至 R 6 ) 1 5 5 。 接着, 由于物体 (地板) 3 0 0维持在启动控制 区 1 2 2超过第一时间, 使得处理器进入等待模式 2 8 。 然而于等待模式 2 8超过第二时间时, 物体(地板) 3 0 0并未移动至等待区 1 5 5 之外, 因此, 处理器进入待命模式 3 5并且设定待命区 1 6 6作为再次进入等待 启动模式 2 5的判断依据。 也就是说, 当物体为地板 3 0 0 时, 并无法控 制照明系统的光线颜色或者光线强弱。
范例 2 : 假设照明系统电源开启时, 家中的宠物经过超声波的感测区 域, 此时, 宠物即为物体。 当超声波照射到物体 (宠物) 时, 处理器则会 进入等待启动模式 2 5侦测与物体 (宠物) 距离 R 1 。 于等待启动模式 2 5时, 假设物体 (宠物) 离开超声波的感测范围使得处理器会无法进入等 待模式 2 5 。 因此, 处理器会再次以地板为物体, 并且如范例一, 处理器 最终会进入待命模式。 也就是说, 本发明可以防止宠物进入超声波感测范
围所导致的误动作。
范例 3: 假设照明系统电源开启时, 利用控制者的手于超声波的感测 区域内进行第一种照明系统特性的控制, 因此, 手 3 2 0 即为物体。 请参 见图 5 A, 其所绘示为照明系统进行第一种照明系统特性的控制示意图。 控制者把物体 (手) 3 2 Q A移至超声波的感测区域时, 处理器则会进入 等待启动模式 2 5并侦测与物体 (手) 3 2 0 的距离 !11 , 接着进一步 设定出启动控制区 (R2至 R3 ) 1 2 2、 一第一控制区 (R4至 R 5 ) 1
1 1 、 第二控制区 (R6至 R7 ) 1 4 4与等待区 (R4至 R5 ) 1 5 5 。 接着, 当物体(手) 3 2 O A停留在启动控制区 1 2 2超过该第一时间后, 处理器会进入等待模式' 2 8 。接着,于等待.模式 2 8时,控制者将物体(手)
3 2 0 B移到第一控制区 1 1 1 , 因此, 处理器即进入控制模式 3 1并且 执行第一控制程序, 根据本发明实施例, 也就是改变光线颜色。
请参照图 5 B, 其所绘示为照明系统进行第一控制程序示意图。 由图 中可知, 该第一控制程序包括 1 2组颜色参数, 每一组颜色参数皆可以控 制 RGB 三种颜色的发光二极管 (LED) 的颜色比例造成光线颜色的改变。 举例来说, 第一组颜色参数 ( 1 st) 中红色 (R) 输出额定功率的 8 0 %, 绿色 (G) 与蓝色 (B) 没有输出功率, 因此 RGB的比例为 1 : 0 : 0, 亦即, 第一组参数为红色; 同理, 第二组颜色参数 ( 2 nd) 中红色 (R) 输出额 定功率的 6 0 %, 绿色 (G) 输出额定功率的 2 0 %, 蓝色 (B) 没有输出功 率, 因此 RGB的比例为 3 : 1 : 0 ; 而其它组颜色参数可依此类推。
根据本发明的实施例, 当物体 (手) 3 2 0 B在第一控制区 1 1 1 内 时, 处理器会根据图 5 B做循环的变化 ( 5 th→ 6 th→ 7 th- 8 th→〜→ 1 2 th— 1 st→ 2 st- 3 st- 4 st→ 5 st→ 6 "―…:), 并且每秒改变一组颜色参数。 当控制者认为改变至想要的光线颜色时, 控制者将物体 (手) 3 2 0 C移 出超声波的感测区域, 此时, 颜色参数会停留在使用者手移开时的状态而 处'理器不再改变光线颜色并且光线颜色设定完成。
范例 4 : 假设照明系统电源幵启时, 利用控制者的手于超声波的感测 区域内进行第二种照明系统特性的控制, 因此, 手 3 3 0即为物体。 请参 见图 6 A, 其所绘示为照明系统进行第二种照明系统特性的控制示意图。 控制者把物体 (手) 3 3 0 A移至超声波的感测区域时, 处理器则会进入
等待启动模式 2 5并侦测与物体 (手) 3 3 0 A 的距离 R1 , 接着进一步 设定出启动控制区 2至 R3 ) 1 2 2 、 一第一控制区 (R4至 R5 ) 1 1 1 、 第二控制区 (R6至 R7 ) 1 4 4与与等待区 (R4至 R5 ) 1 5 5。 接着, 当物体 (手) 3 3 0 A停留在启动控制区 1 2 2超过该第一时间后, 处理器会进入等待模式 2 8 。接着,于等待模式 2 8时,控制者将物体(手) 3 3 0 B 移到第二控制区 1 4 4 , 因此, 处理器即进入控制模式 3 1 并且 执行第二控制程序, 根据本发明实施例, 也就是改变光线颜色。 _ 请参照图 6 B, 其所绘示为照明系统进行第二控制程序示意图。 由图 中可知, 该第二控制程序包括 1 2组强度 (intensity) 参数, 每一强度 组参数皆可以控制 RGB .三种颜色的发光二极管 (LED) .的强度造成光线强 弱的改变。 举例来说, 于第二组颜色参数时, 假设处理器选择第一强度参 数 ( 1 st), 红色 (R) 输出额定功率的 7 2 % ( 1 . 2 * 6 0 %), 绿色 (G) 输出额定功率的 2 4 % ( 1 . 2 *2 0 %), 而蓝色 (B) 没有输出功率, 因此 仅改变光强弱而光线颜色不会改变; 同理, 假设处理器选择第二强度参数 ( 2 nd), 红色 (R) 输出额定功率的 6 6 % ( 1. 1 * 6 0 %), 绿色 (G) 输 出额定功率的 2 2 % ( 1 . 1 * 2 0 %), 而蓝色 (B) 没有输出功率, 因此仅 改变光强弱而光线颜色不会改变; 而其它强度参数可依此类推。
根据本发明的实施例, 当物体 (手) 3 3 0 B在第二控制区 1 4 4 内 时, 处理器会根据图 6 B做循环的变化 ( 5 th→ 6 th→ 7 th→'8 th—
一 1 2 st→ 1 st— 2 st— 3 st— 4 st— 5 st— 6 st―…), 并且每秒改变一组强度参数。 当控制者认为改变至想要的光线强弱时, 控制者将物体 (手) 3 3 0 C移 出超声波的感测区域, 此时, 强度参数会停留在使用者手移开时的状态而 处理器不再改变光线强弱并且光线强弱设定完成。
综合上述的技术说明, 本发明照明系统的控制方法最主要的特征就是 利用超声波测距原理, 侦测物体在感测范围内的位置, 并将超声波感测范 围定义出多个控制区域, 并且将物体移动到不同的控制区域进行不同的控 制程序。 当然本发明的控制程序除了可以改变光线强弱、 光线颜色之外, 更可以作为光线的色温, 光线闪烁状况, 照明区域的大小, 照明区域的形 状, 照明区域的位置或者照明系统光源的开关的调整。
虽然本发明已以较佳实施例说明如上, 然其并非用以限定本发明, 任
何熟习此技术者, 在不脱离本发明的精神和范围之内, 当可作各种更动与 润饰, 因此,本发明的保护范围当视本发明的权利要求范围所界定的为准