CN102098827A - 超音波灯具及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种超音波灯具及其控制方法，该超音波灯具的控制方法包括下列步骤：超音波灯具发射一第一脉冲，并检测于紧接着第一脉冲的一固定时段内是否接收到一第一回波。如果接收到第一回波，超音波灯具忽略第一回波并发射一第二脉冲。超音波灯具检测于紧接着第二脉冲的固定时段内是否接收到一第二回波。如果接收到第二回波，则超音波灯具进入一控制模式。

Description

超音波灯具及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种超音波灯具及其控制方法，且特别涉及一种防止不正确动作的超音波灯具及其控制方法。
背景技术
超音波由于其高频特性而被广泛地应用于例如军事、医疗或工业等诸多领域。然而，随着科技的进步，超音波灯具亦成为新兴的超音波应用之一。通过持续发射脉冲，超音波灯具可检测脉冲打到反射物而反射回来的回波的时间，根据时间的长短进行各种的控制动作。然而，当同一空间中存在两个或更多超音波灯具时，在发射脉冲频率相近的情况下常会因为彼此回波的互相干扰而导致超音波灯具产生误动作。
请参照图1，其绘示两个超音波灯具L1及L2的回波干扰的时序图。在图1中，110、112及114为超音波灯具L1发射的脉冲，而120、122及124为其对应的回波。另外，130、132及134为另一超音波灯具L2发射的脉冲，而140、142及144为其对应的回波。一般而言，超音波灯具会根据所接收的反射的第一个回波来判断物体所在的位置，但是由于超音波灯具L1及L2位于同一空间且超音波灯具L1及L2于不同时间发射脉冲，故超音波灯具L1可能会接收到超音波灯具L2发射脉冲的回波，例如，超音波灯具L1可能在发射脉冲110后的固定时段Δt内接收到灯具L2发射脉冲130所产生的回波140，由于灯具L1第一个接收到的回波140非其本身所应接收的回波120，因此超音波灯具L1会判断进入控制模式而使得灯具L1产生误动作的情形。
发明内容
本发明涉及一种超音波灯具及其控制方法，利用相同频率的时间差以错开错误的回波，故得以避免产生误动作。
根据本发明的第一方面，提出一种超音波灯具的控制方法，包括下列步骤。超音波灯具发射一第一脉冲，并检测于紧接着第一脉冲的一固定时段内是否接收到一第一回波。如果接收到第一回波，超音波灯具忽略第一回波并发射一第二脉冲。超音波灯具检测于紧接着第二脉冲的固定时段内是否接收到一第二回波。如果接收到第二回波，则超音波灯具进入一控制模式。
根据本发明的第二方面，提出一种超音波灯具，包括一微处理器、一超音波传送器以及一超音波接收器。超音波传送器及超音波接收器分别耦接至微处理器。其中，微处理器驱动超音波传送器发射一第一脉冲，并检测超音波接收器于紧接着第一脉冲的固定时段内是否接收到一第一回波。如果超音波接收器接收到第一回波，微处理器忽略第一回波并驱动超音波传送器发射一第二脉冲，微处理器并检测超音波接收器于紧接着第二脉冲的固定时段内是否接收到一第二回波。如果超音波接收器接收到第二回波，则微处理器使得超音波灯具进入一控制模式。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举一优选实施例，并配合附图，作详细说明如下：
附图说明
图1绘示两个超音波灯具L1及L2的回波干扰的时序图。
图2绘示依照本发明优选实施例的超音波灯具的示意图。
图3绘示依照本发明优选实施例的超音波灯具的功能方块图。
图4绘示依照本发明优选实施例的超音波灯具的控制方法的流程图。
图5a～图5d绘示依照本发明优选实施例的超音波灯具的控制方法的不同脉冲与回波的时序图。
具体实施方式
本发明提出一种超音波灯具及其控制方法，利用相同频率的时间差以错开错误的回波，以先接收到正确的回波，避免误动作的产生。
请参照图2，其绘示依照本发明优选实施例的超音波灯具的示意图。超音波灯具200持续的发射脉冲，并通过脉冲打到反射物而反射回来的回波来判断是否进行各种的控制动作，如控制灯光亮度、颜色、照射范围等。如果反射物210处于非控制区，例如天花板，脉冲的回波会间隔较长的时间才会收到。反之，如果反射物220(如人的手)处于靠近超音波灯具200的控制区内，则脉冲的回波会在间隔较短的时间内即收到，亦即在一预设的固定时段Δt内收到，超音波灯具200判断在固定时段Δt内收到回波时会进入控制模式，以供使用者控制灯光特性。
请参照图3，其绘示依照本发明优选实施例的超音波灯具的功能方块图。超音波灯具200包括一微处理器202、一超音波传送器(ultrasonictransmitter)204以及一超音波接收器(ultrasonic receiver)206。超音波传送器204耦接至微处理器202，用以接收微处理器202的驱动信号以发射脉冲。超音波接收器206耦接至微处理器202，用以接收脉冲的回波(echo)并回馈给微处理器202。微处理器202根据发射脉冲与接收到回波的时间长短判断物体与灯具200的距离，当距离在控制区内时(接收到的回波在固定时段Δt内)，灯具200会进入控制模式。
请配合参照图4及图5，图4绘示依照本发明优选实施例的超音波灯具的控制方法的流程图，图5a～图5d绘示依照本发明优选实施例的超音波灯具的控制方法的不同脉冲与回波的时序图。图5a所示为单一超音波灯具所固定发出的脉冲500、502、504及其反射回波501、503、505，由于其反射回波并不落在固定时段Δt内，亦即物体并不位于控制区中，因此灯具不会进入控制模式。
请同时参阅图4、图5b及5c，本控制方法在步骤S400中，微处理器202驱动超音波传送器204发射脉冲500。在步骤S410中，微处理器202检测超音波接收器206于紧接着脉冲500的固定时段Δt内是否接收到回波，如果超音波接收器206未接收到回波，则回到步骤S400，微处理器202驱动超音波传送器204以预定的频率继续发射脉冲502。在步骤S410中，如果是超音波接收器206接收到回波，则在步骤S420中，微处理器202会忽略此回波并驱动超音波传送器204发射脉冲506。接着，在步骤S430中，微处理器202检测超音波接收器206于紧接着脉冲506的固定时段Δt内是否接收到回波。在步骤S430中，如果是超音波接收器206仍在固定时段接收到回波，则在步骤S440中进入控制模式，如果没有接收到回波则回到步骤S420，超音波传送器204继续发射脉冲。
其中超音波接收器206在步骤S410中所接收到的回波可能为正确的回波(反射物位于控制区)，如图5b所示，也可能为其他超音波灯具的错误回波，如图5c所示，兹分别说明如下。
在图5b中，如果在步骤S410中的回波为正确的回波510(反射物位于控制区)，则在步骤S420发射脉冲506后，在步骤S430中，超音波接收器206在固定时段Δt内仍然会接收到回波512，于是微处理器202判断反射物的确位于控制区内，因此进入步骤S440，微处理器202使得超音波灯具200进入一控制模式。当进入控制模式后，接着回到步骤S420，微处理器202继续驱动超音波传送器204发射脉冲508，并接着在步骤S430中检测超音波接收器206在固定时段Δt内是否接收到回波514。如果在步骤S430中，微处理器202检测超音波接收器206未接收到回波514，代表物体已不在控制区内，则会回到步骤S400以重新整个流程。如果超音波接收器206接收到回波514，则根据接收回波的时间长短进行灯光特性的控制。
在图5c中，如果在步骤S410中的回波为错误的回波520，例如为另一灯具发射脉冲后的回波，则在步骤S430中，超音波接收器206于紧接着脉冲504的固定时段Δt内不会接收到错误的回波，于是回到步骤S400，微处理器202驱动超音波传送器204发射脉冲508。因为另一灯具发射脉冲后的回波其间隔时间为固定的，如图1所示，故通过在错误的回波520之后立即再发射脉冲506，灯具200第一个接收到的回波为脉冲506所产生的回波507，因此使得之后的错误回波(例如另一灯具在第二次脉冲后产生的回波522)均不会出现在紧接着脉冲的固定时段Δt内，故不会导致超音波灯具200因为错误的回波而误进入控制模式。
此外，在图5d中，如果在步骤S410中的回波为错误的回波520，亦即为另一灯具所产生相同间隔的回波，但在发射出脉冲506且在步骤S430中，超音波接收器206于紧接着脉冲506的固定时段Δt内接收到回波516时，由于错误的回波的频率会相同于脉冲的频率，故回波516不可能为错误的回波，而会被微处理器202视为正确的回波，于是进入步骤S440中，微处理器202使得超音波灯具200进入控制模式，亦即在发射脉冲506后，物体进入控制区内产生回波516。接着回到步骤S420，微处理器202继续驱动超音波传送器204发射脉冲508，并接着在步骤S430中检测超音波接收器206于紧接着脉冲508的固定时段Δt内是否接收到回波518。其中，在脉冲506及508之间的错误回波522(另一灯具所产生的回波)并不会导致微处理器202产生误判，因为灯具200已经根据第一个检测到的回波516进行判断。
此外，本发明的方法并不限定应用于第一个脉冲之后，例如在图5c中，如果超音波接收器206未在固定时段Δt内接收到回波507，该超音波灯具200发射脉冲508并检测于紧接着该脉冲508的固定时段Δt内是否接收到一回波；若接收到回波，该超音波灯具会忽略该回波并发射另一脉冲。
本发明上述实施例所公开的超音波灯具及其控制方法，具有多项优点，以下仅列举部分优点说明如下：
本发明的超音波灯具及其控制方法，通过检测在脉冲之后的固定时段内是否接收到回波，并在忽略掉第一个接收的回波之后立即再发射脉冲，故可以利用相同频率的时间差以错开错误的回波，且可以接收到正确的回波，避免误动作的产生。
综上所述，虽然本发明已以一优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。

Claims (8)

1.一种超音波灯具的控制方法，包括：
该超音波灯具发射一第一脉冲，并检测于紧接着该第一脉冲的一固定时段内是否接收到一第一回波；
若接收到该第一回波，该超音波灯具忽略该第一回波并发射一第二脉冲；
该超音波灯具检测于紧接着该第二脉冲的固定时段内是否接收到一第二回波；以及
若接收到该第二回波，则该超音波灯具进入一控制模式。
2.如权利要求1所述的超音波灯具的控制方法，还包括：
若未接收到该第一回波，该超音波灯具发射一第三脉冲并检测于紧接着该第三脉冲的固定时段内是否接收到一第三回波；以及
若接收到该第三回波，该超音波灯具忽略该第三回波并发射一第四脉冲。
3.如权利要求1所述的超音波灯具的控制方法，还包括：
若未接收到该第二回波，该超音波灯具发射一第三脉冲并检测于紧接着该第三脉冲的固定时段内是否接收到一第三回波；以及
若接收到该第三回波，该超音波灯具忽略该第三回波并发射一第四脉冲。
4.如权利要求1所述的超音波灯具的控制方法，还包括：
当该超音波灯具接收到该第二回波并进入该控制模式，该超音波灯发射一第五脉冲并检测于紧接着该第五脉冲的固定时段内是否接收到一第五回波；以及
若接收到该第五回波，则该超音波灯具根据接收到该第五回波的时间改变灯光特性。
5.一种超音波灯具，包括：
一微处理器；
一超音波传送器，耦接至该微处理器；以及
一超音波接收器，耦接至该微处理器；
其中，该微处理器驱动该超音波传送器发射一第一脉冲，并检测该超音波接收器于紧接着该第一脉冲的固定时段内是否接收到一第一回波，如果该超音波接收器接收到该第一回波，该微处理器忽略该第一回波并驱动该超音波传送器发射一第二脉冲，并检测该超音波接收器于紧接着该第二脉冲的固定时段内是否接收到一第二回波，如果该超音波接收器接收到该第二回波，则该微处理器使得该超音波灯具进入一控制模式。
6.如权利要求5所述的超音波灯具，其中若该超音波接收器未接收到该第一回波，该微处理器驱动该超音波传送器发射一第三脉冲，并检测该超音波接收器于紧接着该第三脉冲的固定时段内是否接收到一第三回波，如果该超音波接收器接收到该第三回波，该微处理器忽略该第三回波并驱动该超音波传送器发射一第四脉冲。
7.如权利要求5所述的超音波灯具，其中若该超音波接收器未接收到该第二回波，该微处理驱动该超音波传送器发射一第三脉冲，并检测该超音波接收器于紧接着该第三脉冲的固定时段内是否接收到一第三回波，如果该超音波接收器接收到该第三回波，该微处理器忽略该第三回波并驱动该超音波传送器发射一第四脉冲。
8.如权利要求5所述的超音波灯具，其中当该超音波灯具进入该控制模式，该微处理驱动该超音波传送器发射一第五脉冲，并检测该超音波接收器于紧接着该第五脉冲的固定时段内是否接收到一第五回波，如果该超音波接收器接收到该第五回波，则该微处理器根据接收该第五回波的时间改变灯光特性。
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