CN102217423A - 具有光传感器的传感器元件，用于和传感器元件通信的发射器以及具有传感器元件的照明系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有光传感器的传感器元件，其中光传感器设置用于接收控制信号，并且其中光传感器是用于照明系统的亮度传感器。此外本发明提出一种用于和传感器元件通信的发射器以及一种具有传感器元件的照明系统。

Description

具有光传感器的传感器元件,用于和传感器元件通信的发射器以及具有传感器元件的照明系统

技术领域

本发明涉及一种具有光传感器的传感器元件、一种用于和传感器元件通信的发射器以及一种具有传感器元件的照明系统。

背景技术

光传感器用于取决于日光来调节照明。这种光传感器测量亮度并且将亮度以数字信号或模拟信号的形式传输给控制装置，和/或传输给电子镇流电阻器(EVG)。

在发光体中和/或单独例如安装在天花板上的传感器例如间接地通过将光线反射到家具表面或地面上来检测亮度。在此期望的是，日光和人造光线的组合的总亮度尽可能恒定地保持在可预定的额定值上。

因为由这种传感器测量的亮度自身对于类似的日光比而言非常取决于表面的反射特性或取决于其装配高度，因此首先可以在此在特殊的安装状态中预定额定值。为此将人造光调节到期望的亮度上(例如从而在写字台上调节期望的工作亮度)。属于该状态的传感器测量值作为额定值存储在控制装置中或EVG中。

优选地，随着照明装置的启动而仅需要一次这种调节。在随后的运行中仅需要在例外情况下进行改变，例如在空间或其设置发生重大改变时或者在传感器的位置改变时。用户常常不应具有改变该额定值的可能性，这是因为否则将在一定条件下无意地低于在工作台上的所需的最小亮度。

调节部件典型地集成在传感器元件中。然而安装在天花板上的传感器难于实现，或者需要巨大的消耗(时间、成本、安全)来借助于导线实现例如在具有较高天花板的办公室空间中的每个传感器。

不利之处也在于，这样的调节部件必须相应地电绝缘，以便可以无危险地进行操作。

发明内容

本发明的目的在于，避免前述缺点并且特别给出有效的方式、提供为照明系统的传感器元件预定的额定值。

该目的根据独立权利要求所述的特征来实现。本发明的改进方案也由从属权利要求中给出。

为了实现该目的，提出了一种具有光传感器的传感器元件，

-其中光传感器设置用于接收控制信号，和

-其中光传感器是用于照明系统的亮度传感器。

照明系统可以是单个的发光体和/或灯，或者是多个发光体/灯，它们例如借助于总线系统和/或控制系统组合成为联合结构。

在此说明的装置可以实现这样使用光传感器，即光传感器附加地设计用于接收控制信号，并且因此无需另外用于调节传感器元件的传感器(例如单独的IR-传感器)。

一种改进方案是，光传感器包括以下部件中的至少一个：

-光电晶体管，

-光电二极管，

-光敏电阻。

另一个改进方案是，传感器元件集成在灯或发光体或控制装置中、特别是电子镇流电阻器中。

传感器元件也可以(仅仅)逻辑地、功能性地和/或物理地与控制装置和/或电子镇流电阻器连接。

一个改进方案特别是，控制信号是模拟控制信号或数字控制信号。

一个改进方案也在于，控制信号包括被调制的光信号。

在此可以使用不同的调制方法，例如振幅-和/或相位调制。

此外一个改进方案是，控制信号包括用于调节额定值的信号和/或包括额定值。

在一个附加的改进方案的范畴中，控制信号包括各一个用于增加亮度、用于减小亮度和用于存储额定值的指令。

下一个改进方案在于，传感器元件接收控制信号并且传输给控制装置。

特别地，传感器元件可以无需在传感器元件中进行改变和/或评估而将控制信号传输给控制装置。

控制装置可以是中央控制装置或总线系统上的另一个装置。相应地可以借助于适合的协议通过总线系统传输控制信号。

一个设计方案是，传感器元件接收、处理控制信号，并且将经过处理的控制信号和/或由此得到的信号传输给控制装置。

一个可替换的实施方式在于，传感器元件和总线系统连接。

下一个设计方案是，总线系统是基于DALI标准的总线系统。

特别地，总线系统可以相应于DALI标准的功能使用或设置(执行)功能。

上述目的也借助于一种用于和在此所述的传感器元件进行通信的发射器来实现，该发射器

-包括光源；

-包括用于调节和/或用于产生控制信号的编程接口；

-其中可借助于光源发射控制信号。

编程接口可以设计为简单的操作元件，在其运行时借助于光源发射相应的信号。

一个改进方案在于，编程接口包括至少一个操作元件和一个用于评估操作元件和/或用于控制光源的评估单元。

操作元件例如可以包括至少一个键控器和/或至少一个开关。

就此而言，可以借助于包括取决于通过操作元件输入的评估单元的编程接口产生被调制的光信号并且通过光源发射。

发射器优选地具有用于使由光源发射的光进行聚焦的可能性，从而相应地简化了对传感器元件的对齐和对传感器元件的调节。

一个设计方案也在于，光源包括至少一个LED并且特别用于发射控制信号和用于进行一般照明。

上述目的也通过一种包括至少一个如在此所述的传感器元件的照明系统来实现。

附图说明

以下根据附图示出和说明了本发明的实施例。

图中示出：

图1是用于通过光传感器对传感器元件编程的布置，其中传感器元件作为独立的装置可以和总线系统或和发光体/灯或和电子镇流电阻器连接或集成在其中；

图2A是发射器的框图，其包括电源(例如电池)、键控器、评估单元和发光二极管；

图2B是图1中传感器元件的简化框图，其具有作为光传感器的光电二极管，该光电二极管和可选用的评估单元连接；

图3是光通量形式的不同的数字信号曲线，其取决于时间对应于指令或信号“增加亮度”、“减小亮度”和“存储额定值”；

图4是光通量形式的不同的模拟信号曲线，其取决于时间对应于指令“增加亮度”、“减小亮度”和“存储额定值”，其中对于模拟信号在接收器中使用传感器饱和的阈值，以便确定对于一个周期的持续时间。

具体实施方式

在此提出的装置将现有的光传感器附加地用作为用于数字的和/或模拟的信号的接收器。包括至少一个发光二极管(LED)的光源优选地用作为发射器。

因此传感器元件可以借助于光源通过光传感器，例如光电晶体管、光电二极管或光敏电阻进行设置。

优选地，光源将具有预定编码的信号传输给光传感器，从而可以传输用于调节基准亮度的调光命令和其它命令，例如随后的存储指令。

包括调光命令和/或其它命令的信号可以由传感器元件传输或传送给照明系统的控制装置或者给电子镇流电阻器(EVG)。可能可替换或附加的是，传感器元件自身具有预处理器或评估单元，借助于预处理器或评估单元处理来自光源的信号并且在一定条件下转化成标准化的或预定的数据单元或数据电报，并且传输给控制装置或照明系统的EVG。

从光源传输给传感器元件的信号可以数字地进行编码，或者是模拟信号。因此可能的是，传感器元件根据具有限定亮度的光源或根据限定亮度的顺序加载，这些亮度由传感器元件作为相应的指令进行识别和/或转换。例如可以将一系列不同亮度的光脉冲传输给传感器元件。

光源可以将可见的和不可见的光传输给传感器元件。光线可以根据不同的类型进行调制，其中通过调制将至少一个预定的信号和/或指令传输给传感器元件。

优选地可以对光源编程，从而能可变地输入确定的额定值并且由输入值而产生相应的编码信号，该信号可以传输给传感器元件。

传感器元件优选地可以实现接收信号或允许的指令。这可以例如通过短暂地改变传感器元件的状态、例如显示器(例如发光二极管)的亮度来实现。

特别通过使用可见光也可以将对于光调节已经存在的光传感器用做接收器或用做上述由光源发射的信号的接收器的一部分。

因此可取消在传感器元件中附加地安装例如IR接收器或无线电接收器。也不必在传感器元件上布置另外的调节部件。仅仅可以根据光源实现对于传感器元件的额定值的调节。

通过使用可见光，使用者可以使聚焦的圆形或点形光束在传感器元件的方向上对准或对准于传感器元件的光传感器。因此尽可能地排除了在相邻的接收器上的串扰。

通过使用在可见光中接收的大多数V(λ)-修正的接收器元件，光源也可以用作发射器，而没有IR部分、亦即特别是LED。

通过使用可见光可以将发射器例如设计为具有相应的附加调制器的强光LED手电筒。

发射器优选地包括用于输入需要传输给传感器元件的指令或额定值的编程可能性。

图1示例性地示出了用于通过光传感器102对传感器元件101编程的布置。传感器元件101在此可以作为独立的装置与总线系统103连接。传感器元件也可以与发光体/灯或与电子镇流电阻器连接，或集成在其中。

示例性地在图1中示出了另外的组件104至106，它们与总线系统103连接。每个组件可以是传感器元件、电子镇流电阻器、发光体或灯、控制装置，或者包括这些组件中的至少一个。

总线系统例如是DALI总线系统或基于DALI标准的总线系统。总线系统特别可以以DALI标准的扩展为基础，或使用根据DALI说明的功能性。

此外图1示出了用于通过光传感器102和传感器元件101进行通信的发射器107(例如光源)。发射器107包括编程接口108，该编程接口例如具有用于选择、预定和/或调节额定值的输入单元。相应地可以设置调制单元或产生信号的编码单元，该信号可以通过至少一个发光二极管109发射。

例如这样设置编程接口108，即可以选择“增加亮度”、“减小亮度”和“存储额定值”三个功能，并且发射器产生相应的信号或指令，并且通过至少一个发光二极管发射该信号或指令。

图2A示出了发射器107的框图，发射器包括电源1(例如电池)、键控器2、评估单元3和发光二极管4。

评估单元3例如可以设计为微处理器，或者包括这种微处理器。键控器2可以用于对需要发射的信号进行编程或调节。因此例如较长地按压在键控器2上可以触发指令“调光”，较短地按压在键控器2上可以触发指令“切换”(在增加亮度和减小亮度之间)，和两次按压(类似于双击)在键控器2上可以触发指令“存储额定值”。相应地，评估单元3产生需要通过发光二极管4发射的信号。

图2B示出了根据图1的传感器元件101的简化框图，传感器元件具有作为光传感器的光电二极管5，该光电二极管和可选择的评估单元6连接。传感器元件101相应于根据图1的视图与总线系统103连接。此外例如运行装置或控制装置(例如EVG)7连接在总线系统103上。

图3示出了光通量形式的不同的数字信号曲线301至303，其取决于时间对应于指令“增加亮度”、“减小亮度”和“存储额定值”。

优选地，每个指令是一个周期性信号，在确定的持续时间内(例如当按压键控器时或由于按压键控器在预定的固定的持续时间内)发射该信号。持续周期对于不同的指令来说可以是相同的，其中每个周期的接通/断开时间的比例(用于接通光通量的时间和用于断开光通量的时间的比例)优选地对于每个指令可以是不同的。

图4示出了光通量形式的不同的模拟信号曲线401至403，其取决于时间对应于指令“增加亮度”、“减小亮度”和“存储额定值”。对于模拟信号例如在接收器中使用传感器饱和阈值404，以便确定周期的持续时间t1至t3。周期的长度、亦即各个持续时间t1至t3识别对应的指令。

参考标号表

1电源

2键控器

3发射器的评估单元

4发光二极管

5光电二极管

6接收器(或传感器元件)的评估单元

7运行装置或控制装置(例如EVG)

101传感器元件

102光传感器

103总线系统

104(在总线系统103上的)组件

105(在总线系统103上的)组件

106(在总线系统103上的)组件

107发射器(光源)

108编程接口(包括例如操作单元、键控器、或类似物)

109(至少一个)发光二极管

301信号曲线

302信号曲线

303信号曲线

401信号曲线

402信号曲线

403信号曲线

404传感器饱和阈值

Claims (15)

1.一种具有光传感器(102)的传感器元件(101)，

-其中所述光传感器(102)设置用于接收控制信号，和

-其中所述光传感器(102)是用于照明系统的亮度传感器。

2.根据权利要求1所述的传感器元件，其中所述光传感器(102)包括以下部件中的至少一个：

-光电晶体管，

-光电二极管，

-光敏电阻。

3.根据前述权利要求中任一项所述的传感器元件，其中所述传感器元件(101)集成在灯或发光体或控制装置中、特别是电子镇流电阻器中。

4.根据前述权利要求中任一项所述的传感器元件，其中所述控制信号是模拟控制信号(401，402，403)或数字控制信号(301，302，303)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的传感器元件，其中所述控制信号包括被调制的光信号。

6.根据前述权利要求中任一项所述的传感器元件，其中所述控制信号包括用于调节额定值的信号和/或包括所述额定值。

7.根据前述权利要求中任一项所述的传感器元件，其中所述控制信号包括各一个用于增加亮度、用于减小亮度和用于存储所述额定值的指令。

8.根据前述权利要求中任一项所述的传感器元件，其中所述传感器元件接收所述控制信号并且传输给控制装置。

9.根据前述权利要求中任一项所述的传感器元件，其中所述传感器元件接收、处理所述控制信号并且将经过处理的所述控制信号和/或由此得到的信号传输给控制装置。

10.根据前述权利要求中任一项所述的传感器元件，其中所述传感器元件(101)和总线系统(103)连接。

11.根据前述权利要求中任一项所述的传感器元件，其中所述总线系统(103)是基于DALI标准的总线系统。

12.一种用于和根据前述权利要求中任一项所述的传感器元件(101)进行通信的发射器(107)，

-包括光源(109)；

-包括用于调节和/或用于产生控制信号的编程接口(108)；

-其中可借助于所述光源(109)发射所述控制信号。

13.根据权利要求12所述的发射器，其中所述编程接(108)包括至少一个操作元件和一个用于评估所述操作元件和/或用于控制所述光源(109)的评估单元。

14.根据权利要求12或13中任一项所述的发射器，其中所述光源(109)包括至少一个LED并且特别用于发射所述控制信号和用于进行一般照明。

15.一种包括至少一个根据权利要求1至11中任一项所述的传感器元件(101)的照明系统。

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