CN105101506B - 具有被动式人体红外线感测装置的灯具及其调校方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有被动式人体红外线感测装置的灯具及其调校方法。该灯具包括发光模块、被动式人体红外线感测装置以及控制电路模块。该控制电路模块设定有一可调整的基准电压阈值，该控制电路模块接收来自被动式人体红外线感测装置的多个电压感测信号，以判断该些电压感测信号是否符合该可调整的基准电压阈值以相应控制该发光模块。其中，于一段时间内，该些电压感测信号符合该可调整的基准电压阈值，则该可调整的基准电压阈值保持不变；于一段时间内，该些电压感测信号未符合该可调整的基准电压阈值已达一预定调整标准，则该控制电路模块调整该可调整的基准电压阈值。本发明可使其被动式人体红外线感测装置不受环境温度飘移影响，准确执行感测。

Description

具有被动式人体红外线感测装置的灯具及其调校方法

技术领域

本发明关于一种具有被动式人体红外线感测装置的灯具，特别是一种不受环境温度飘移影响而能正确执行感测的具有被动式人体红外线感测装置的灯具及其调校方法。

背景技术

随着科技的进步，感应式照明灯具已普及于民众的生活中。一般而言，感应式照明灯具绝大多数是设置一被动式红外线传感器，以感测是否有一热体源(例如：人体)进入其监测范围内。被动式红外线传感器的感测原理是其可感测其监测范围内环境温度的变化，若有变化则会产生一电压值。接着会判断该电压值是否符合因应热体源运动而产生的电压值范围，若是，则感应式照明灯具执行发亮。

然而，环境温度是会显着地影响被动式红外线传感器的感测结果，感应式照明灯具的周遭环境温度却又无法避免地会随着时间而变化，比如白天的温度就会高于晚上的温度，北半球的夏天的温度会高于春天的温度。诸如此类周遭环境温度的温度飘移现象，将会使得被动式红外线传感器的感测结果无法适切地反应热体源进入监测范围内的状态。

举例而言，感应式照明灯具出厂时设定被动式红外线传感器感测到人体后产生的多个电压感测信号的固定一阈值为1.2V，故电压感测信号达1.2V者将使感应式照明灯具执行发亮，至于低于1.2V的电压感测信号则为噪声，感应式照明灯具不执行照明。然而，出厂时设定的电压值1.2V仅是以一特定温度(比如是冬天)为基准的电压值，随着季节递嬗(比如夏天时)而环境温度升高，被动式红外线传感器感测到人体后产生的多个电压感测信号，已因应环境温度而升高至1.3V，在此感测环境温度下，被动式红外线传感器若测得1.2V的电压感测信号其实已属噪声，故感应式照明灯具理应不该执行亮灯，但由于该阈值属固定不变，是故就会有误照明的动作，而无法完善发挥智慧照明的效果。

为改进上述缺点，美国专利公告案US6,288,395号揭露一种结合被动式红外线传感器及温度传感器的感测系统，其是藉由温度传感器以感测环境温度，并可因应温度传感器的感测结果，相对应调整被动式红外线传感器的灵敏度，藉以真实反应出该热体源进入监测范围的状况。然而，上述美国专利公告案US6,288,395号需特地配备有温度传感器，也因此，增加设置温度传感器额外增加了成本的负担以及组装上的复杂度。

有鉴于此，提供一种能够真实反应人体进入被动式红外线传感器的监测范围内的状态，且毋须另外设置额外温度传感器的感应式照明灯具，为此技术领域所亟需解决的目标。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的上述不足，提供一种具有被动式人体红外线感测装置的灯具及其调校方法，其设定有一可调整的基准电压阈值，以使被动式人体红外线感测装置不受环境温度飘移影响，且能达到准确执行感测目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种具有被动式人体红外线感测装置的灯具，其包括发光模块、被动式人体红外线感测装置以及控制电路模块，该被动式人体红外线感测装置用以因应任一人体运动时的一环境温度，而于一段时间内产生相对应的多个电压感测信号；该控制电路模块电性连接于该发光模块以及该被动式人体红外线感测装置，该控制电路模块设定有一可调整的基准电压阈值；其中，该控制电路模块接收来自该被动式人体红外线感测装置的该多个电压感测信号，并控制该发光模块发光；其中，该多个电压感测信号在未符合该可调整的基准电压阈值，且已达一预定调整标准时，该控制电路模块调整该可调整的基准电压阈值。

较佳地，该预定调整标准为该多个电压感测信号未符合该可调整的基准电压阈值的预定的不符合总次数。

较佳地，该控制电路模块包括微处理器，以调整该可调整的基准电压阈值；其中，该多个电压感测信号高于该可调整的基准电压阈值的次数，已达一第一预定次数时，该微处理器调高该可调整的基准电压阈值；抑或，该多个电压感测信号低于该可调整的基准电压阈值的次数，已达一第二预定次数时，该微处理器调降该可调整的基准电压阈值。

较佳地，该具有被动式人体红外线感测装置的灯具还包括驱动电路，该驱动电路设置于一电源与该发光模块之间，且该驱动电路耦接于该控制电路模块。

较佳地，该具有被动式人体红外线感测装置的灯具还包括光敏电阻，该光敏电阻耦接于该控制电路模块，该光敏电阻侦测一环境光线强度低于一默认值时，该控制电路模块控制该驱动电路驱动该发光模块。

较佳地，该可调整的基准电压阈值具有一浮动电压区间，用以容许该电压感测信号的误差。

本发明还提供一种具有被动式人体红外线感测装置的灯具的浮动电压调校方法，其包括下列步骤：

(a)提供一发光模块、一被动式人体红外线感测装置以及一控制电路模块，该控制电路模块电性连接于该发光模块以及该被动式人体红外线感测装置，且该控制电路模块设定有一可调整的基准电压阈值；

(b)感测任一人体，以于一段时间内，由该被动式人体红外线感测装置产生相对应的多个电压感测信号；

(c)传送该多个电压感测信号至该控制电路模块，以供该控制电路模块判断该多个电压感测信号是否符合该可调整的基准电压阈值；若是，则执行步骤(c1)：保留该可调整的基准电压阈值的设定值，驱动该发光模块发光，并回到该步骤(b)；若否，则执行下一步骤(d)；以及

(d)判断该多个电压感测信号高于或低于该可调整的基准电压阈值的次数，是否已达一预定调整标准；若否，则执行步骤(d1)：保留该可调整的基准电压阈值的设定值，并回到该步骤(b)；若是，则执行步骤(d2)：调整该可调整的基准电压阈值的设定值，以形成具有新设定值的该可调整的基准电压阈值，并回到该步骤(b)。

较佳地，该预定调整标准为该多个电压感测信号未符合该可调整的基准电压阈值的预定的不符合总次数。

较佳地，于该步骤(d2)中：若该多个电压感测信号高于该可调整的基准电压阈值的次数，已达一预定次数时，则该控制电路模块调高该可调整的基准电压阈值的设定值，以形成具有较高新设定值的该可调整的基准电压阈值；若该多个电压感测信号低于该可调整的基准电压阈值的次数，已达该预定次数时，则该控制电路模块调低该可调整的基准电压阈值的设定值，以形成具有较低新设定值的该可调整的基准电压阈值。

本发明的具有被动式人体红外线感测装置的灯具及其调校方法，可因应环境温度来相对应调整控制电路模块的可调整的基准电压阈值，使被动式人体红外线感测装置不会受到环境温度飘移的影响，而能保持良好准确的感测。在有良好准确的感测后，即可以准确地驱动发光装置而避免误动作产生。同时，本发明仅利用被动式人体红外线感测装置来判断环境温度的变化，而毋须另外设置额外温度传感器，藉此以减省成本以及降低组装上的复杂度。

为了能进一步了解本发明为达成预定目的所采取的技术、手段及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明及附图。本发明的目的、特征或特点，当可由此得到一深入且具体的了解，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用以对本发明加以限制者。

附图说明

图1为本发明具有被动式人体红外线感测装置的灯具的一方块图。

图2为本发明具有被动式人体红外线感测装置的灯具的可调整的基准电压阈值与时间的关系的一坐标图。

图3为本发明具有被动式人体红外线感测装置的灯具的浮动电压调校方法的一流程图。

具体实施方式

请参考图1，图1为本发明具有被动式人体红外线感测装置的灯具的一方块图。本发明的具有被动式人体红外线感测装置的灯具包括一发光模块1、一被动式人体红外线感测装置2以及一控制电路模块3。控制电路模块3电性连接于发光模块1以及被动式人体红外线感测装置2，被动式人体红外线感测装置2用以感测其监测范围内是否有任何的人体进入。若有人体进入其监测范围内，则被动式人体红外线感测装置2会相应产生电压。至于控制电路模块3是如何判断由被动式人体红外线感测装置2所产生的电压，以相应控制发光模块1，将再详述如后。

于此先对被动式人体红外线感测装置2作简单解释。其感测的原理为，于被动式人体红外线感测装置2的监测范围内的环境温度有变化时，被动式人体红外线感测装置2会因热释电效应在两个电极上产生电荷ΔQ，且在两电极之间产生微弱电压。若以实际的例子来说，于一人体(例如：人体)进入被动式人体红外线感测装置2的监测范围内时，因人体温度与原先环境温度有差别而扰动了环境温度，故使得被动式人体红外线感测装置2相应产生电压感测信号S。

在被动式人体红外线感测装置2执行感测的一段时间内，被动式人体红外线感测装置2会因应环境温度有所扰动而持续地相应产生电压感测信号S。随后，电压感测信号S即被传送至控制电路模块3，以供控制电路模块3进一步判断前述环境温度的扰动，是因为人体运动而产生，抑或是因应其它偶发事件(例如，其它热源所产生的噪声)而产生。

申言之，控制电路模块3设定有一可调整的基准电压阈值310，控制电路模块3包括一微处理器31，并藉由微处理器31调整可调整的基准电压阈值310。其中，控制电路模块3会根据其所接收到的电压感测信号S与可调整的基准电压阈值310比对，以判断前述环境温度的扰动，是为发生有一人体运动，抑或为其它偶发事件所引起。详细而言，若是有人体运动，则本发明的具有被动式人体红外线感测装置的灯具会驱动发光模块1发光；若是偶发事件，则本发明的具有被动式人体红外线感测装置的灯具不会驱动发光模块1发光。此为控制电路模块3判断执行所依据的逻辑。

另一方面，因应被动式人体红外线感测装置2的特性，在每一特定环境温度，被动式人体红外线感测装置2在正常执行感测而产生电压感测信号S时，会相对应落于一电压值。为了使本发明具有被动式人体红外线感测装置的灯具能在不同的环境温度下，皆保有执行感测的良好准确度，本发明的控制电路模块3设定有能够随环境温度改变的可调整的基准电压阈值310。

图2为本发明具有被动式人体红外线感测装置的灯具的可调整的基准电压阈值与时间的关系的一坐标图，请合并参阅图1及图2。举例而言，被动式人体红外线感测装置2在环境温度为25℃时，假设被动式人体红外线感测装置2感测到人体运动而相应产生的电压感测信号S一般正常会落于1.2V±10mV之间；其中，1.2V是在环境温度为25℃时的一预想的基准电压阈值，而±10mV为预想的基准电压阈值的容许误差范围。因此，若是把控制电路模块3的可调整的基准电压阈值设定为1.2V，将可在环境温度为25℃时维持感应的准确性且避免落于1.2V±10mV范围外的电压感测信号S引发误动作。

接着，被动式人体红外线感测装置2在环境温度为30℃时，假设被动式人体红外线感测装置2感测到人体运动而相应产生的电压感测信号S一般正常会落于1.3V±10mV之间；其中，1.3V是在环境温度为30℃时的一预想的基准电压阈值，而±10mV为预想的基准电压阈值的容许误差范围。因此，若是把控制电路模块3的可调整的基准电压阈值设定为1.3V，将可在环境温度为30℃时维持被动式人体红外线感测装置2感应的准确性且避免落于1.3V±10mV范围外的电压感测信号S引发误动作。此即，在上述两种环境温度下，若被动式人体红外线感测装置2所产生的电压感测信号S低于各自环境温度下的可调整的基准电压阈值310，则会被认定电压感测信号S仅属于干扰信号，故不需驱动发光模1发光。

于此需特别注意者为，上述可调整的基准电压阈值所设定的电压数值，仅为便于说明的假设性举例。在实际的产品上，厂商可因应不同的机电或元件设置而具有更适当的电压数值，故于此不对本发明的可调整的基准电压阈值的电压数值作限制。

本发明的具有被动式人体红外线感测装置的灯具一般在完成装设之后，势必会经日夜递嬗及季节更迭，即其周遭的环境温度必然会有起伏变化。假设夏天的均温为30℃，而冬天的均温为25℃，请继续参阅图2，其绘示出在一年四季的可调整的基准电压阈值的变化轨迹。本发明的控制电路模块3因为设定有可调整的基准电压阈值310，其会随着环境温度的起伏而被相应调整，故不论被动式人体红外线感测装置2在何种季节的温度之下执行感测，控制电路模块3皆能够准确地判断，被动式人体红外线感测装置2产生的电压感测信号S是代表有人体运动或是仅仅因应偶发事件而产生。

接下来介绍微处理器31调整可调整的基准电压阈值的机制。本发明为了使被动式人体红外线感测装置2能够在不同的环境温度下皆能准确地执行感测，因此在感测过程中需要判断出环境温度已有变化，以便相对应调整可调整的基准电压阈值310。更一步而言，本发明是藉由根据多个电压感测信号S在一段时间内是否有未符合可调整的基准电压阈值310已达一预定调整标准，像是超出预定次数及/或是超出预定电压幅度，来判断环境温度是否已有变化。举例来说，预定调整标准为电压感测信号S未符合可调整的基准电压阈值310的预定的不符合总次数，当电压感测信号S未符合可调整的基准电压阈值的预定的不符合总次数许多次之后，代表此已非单纯的偶发事件，而是环境温度已发生变化，而此时必须要相应调整可调整的基准电压阈值310，以维持感测的准确度。

因此，详细而言，于多个电压感测信号S高于可调整的基准电压阈值310的次数，已达一第一预定次数时，微处理器31即调高可调整的基准电压阈值310。反之，于多个电压感测信号S低于可调整的基准电压阈值310的次数，已达一第二预定次数时，微处理器31调降可调整的基准电压阈值310。藉此设置，本发明具有被动式人体红外线感测装置的灯具即可因应环境温度变化以调整可调整的基准电压阈值310，使得调整后的可调整的基准电压阈值310具有新设定值。如此一来，在执行感测时，被动式人体红外线感测装置2产生的电压感测信号S虽仍然会因环境温度的升高/降低而使电压值上升/下降，但因可调整的基准电压阈值310亦已作出相应调升/调降，故环境温度的变化不再影响被动式人体红外线感测装置2的感测的准确度。

本发明的具有被动式人体红外线感测装置的灯具更包括一驱动电路4，驱动电路4耦接于一AC电源以及发光模块1之间，且驱动电路4耦接于控制电路模块3以接收来自控制电路模块3的指令，并驱动发光模块1。较佳地，发光模块1为LED发光模块。除此之外，本发明的具有被动式人体红外线感测装置的灯具更包括一光敏电阻5，光敏电阻5耦接于控制电路模块3；其中，光敏电阻5用以侦测一环境光线强度，光敏电阻5于发光模块1停止发光的一截止期间内，侦测环境光线强度是否有低于一默认值。若侦测环境光线强度高于该默认值时，则代表环境光线强度够，故发光模块1不会发光；若侦测环境光线强度低于该默认值时，则代表环境光线强度不够，故控制电路模块3藉由判断是否有符合可调整的基准电压阈值310的电压感测信号S产生，以决定是否使发光模块1发光。

请参阅图3，图3为本发明具有被动式人体红外线感测装置的灯具的浮动电压调校方法。首先执行步骤(a)，提供发光模块1、被动式人体红外线感测装置2以及控制电路模块3，控制电路模块3电性连接于发光模块1以及被动式人体红外线感测装置2，且控制电路模块3设定有一可调整的基准电压阈值310。于步骤(a)中，可调整的基准电压阈值310代表一可调整的电压值容许范围，其可随着环境温度的变化而被相应调整，且可调整的基准电压阈值310具有一浮动电压区间以容许电压感测信号S的误差。

于步骤(a)后，执行步骤(b)。于步骤(b)中，感测被动式人体红外线感测装置2的监测范围内的任一人体的运动，以因应各式人体运动而产生相对应的多个电压感测信号S。

接着执行步骤(c)。于步骤(c)中，传送多个电压感测信号S至控制电路模块3，以供控制电路模块3判断其所接收的电压感测信号S是否符合可调整的基准电压阈值310。若控制电路模块3所接收电压感测信号S是符合可调整的基准电压阈值310，则保留可调整的基准电压阈值310的设定值，同时传送指令至驱动模块4，以驱动发光模块1发光，接着就回到步骤(b)的侦测状态。若控制电路模块3所接收电压感测信号未符合于可调整的基准电压阈值310，则执行步骤(d)。

于步骤(d)中，判断被动式人体红外线感测装置2产生的多个电压感测信号S未符合(高于或低于)可调整的基准电压阈值310的次数，是否已达一预定调整标准。于一较佳实施例中，该预定调整标准为电压感测信号S未符合可调整的基准电压阈值310的预定的不符合总次数。若多个电压感测信号S未符合可调整的基准电压阈值310未达该调整标准，代表现下的可调整的基准电压阈值310仍然符合适用于现下环境温度，故执行步骤(d1)：保留可调整的基准电压阈值310的设定值，并回到步骤(b)的侦测状态。若多个电压感测信号S未符合可调整的基准电压阈值310已达该预定调整标准，代表现下的可调整的基准电压阈值310已不适用于现下环境温度，故执行步骤(d2)：控制电路模块3调整可调整的基准电压阈值310的设定值，以形成具有新设定值的可调整的基准电压阈值310，且改善现下环境温度的感测动作，接着，就回到步骤(b)的侦测状态。

详细而言，于步骤(d2)中，若多个电压感测信号S高于可调整的基准电压阈值310的次数，已达一预定次数时，则控制电路模块3调高可调整的基准电压阈值310的设定值，以形成具有较高新设定值的可调整的基准电压阈值310；若多个电压感测信号S低于可调整的基准电压阈值310的次数，已达该预定次数时，则控制电路模块3调低可调整的基准电压阈值310的设定值，以形成具有较低新设定值的可调整的基准电压阈值310。接下来，在执行后续的感测时，被动式人体红外线感测装置2产生的电压感测信号S虽仍然会因环境温度的升高/降低而使电压值上升/下降，但因可调整的基准电压阈值310亦已作出相应调升/调降，故环境温度的变化不再影响被动式人体红外线感测装置2的感测的准确度。

综上所述，本发明的具有被动式人体红外线感测装置的灯具，可因应环境温度来相对应调整控制电路模块的可调整的基准电压阈值，使被动式人体红外线感测装置不会受到环境温度飘移的影响，而能保持良好准确的感测。在有良好准确的感测后，即可以准确地驱动发光装置而避免误动作的情形发生。同时，本发明仅利用被动式人体红外线感测装置来判断环境温度的变化，而毋须另外设置额外温度传感器，藉此以减省成本以及降低组装上的复杂度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的权利要求范围，因此凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含于本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种具有被动式人体红外线感测装置的灯具，其特征在于，包括：

发光模块；

被动式人体红外线感测装置，用以因应任一人体运动时的一环境温度，而于一段时间内产生相对应的多个电压感测信号；以及

控制电路模块，电性连接于该发光模块以及该被动式人体红外线感测装置，该控制电路模块设定有一可调整的基准电压阈值；其中，该控制电路模块接收来自该被动式人体红外线感测装置的该多个电压感测信号，并控制该发光模块发光；

其中，该多个电压感测信号在未符合该可调整的基准电压阈值，且已达一预定调整标准时，该控制电路模块调整该可调整的基准电压阈值。

2.如权利要求1所述的具有被动式人体红外线感测装置的灯具，其特征在于，该预定调整标准为该多个电压感测信号未符合该可调整的基准电压阈值的预定的不符合总次数。

3.如权利要求2所述的具有被动式人体红外线感测装置的灯具，其特征在于，该控制电路模块包括微处理器，以调整该可调整的基准电压阈值；其中，该多个电压感测信号高于该可调整的基准电压阈值的次数，已达一第一预定次数时，该微处理器调高该可调整的基准电压阈值；抑或，该多个电压感测信号低于该可调整的基准电压阈值的次数，已达一第二预定次数时，该微处理器调降该可调整的基准电压阈值。

4.如权利要求2所述的具有被动式人体红外线感测装置的灯具，其特征在于，该灯具还包括驱动电路，该驱动电路设置于一电源与该发光模块之间，且该驱动电路耦接于该控制电路模块。

5.如权利要求4所述的具有被动式人体红外线感测装置的灯具，其特征在于，该灯具还包括光敏电阻，该光敏电阻耦接于该控制电路模块，该光敏电阻侦测一环境光线强度低于一默认值时，该控制电路模块控制该驱动电路驱动该发光模块。

6.如权利要求4所述的具有被动式人体红外线感测装置的灯具，其特征在于，该可调整的基准电压阈值具有一浮动电压区间，用以容许该电压感测信号的误差。

7.一种具有被动式人体红外线感测装置的灯具的浮动电压调校方法，其特征在于，包括下列步骤：

(a)提供一发光模块、一被动式人体红外线感测装置以及一控制电路模块，该控制电路模块电性连接于该发光模块以及该被动式人体红外线感测装置，且该控制电路模块设定有一可调整的基准电压阈值；

(b)感测任一人体，以于一段时间内，由该被动式人体红外线感测装置产生相对应的多个电压感测信号；

(c)传送该多个电压感测信号至该控制电路模块，以供该控制电路模块判断该多个电压感测信号是否符合该可调整的基准电压阈值；若是，则执行步骤(c1)：保留该可调整的基准电压阈值的设定值，驱动该发光模块发光，并回到该步骤(b)；若否，则执行下一步骤(d)；以及

(d)判断该多个电压感测信号高于或低于该可调整的基准电压阈值的次数，是否已达一预定调整标准；若否，则执行步骤(d1)：保留该可调整的基准电压阈值的设定值，并回到该步骤(b)；若是，则执行步骤(d2)：调整该可调整的基准电压阈值的设定值，以形成具有新设定值的该可调整的基准电压阈值，并回到该步骤(b)。

8.如权利要求7所述的具有被动式人体红外线感测装置的灯具的浮动电压调校方法，其特征在于，该预定调整标准为该多个电压感测信号未符合该可调整的基准电压阈值的预定的不符合总次数。

9.如权利要求8所述的具有被动式人体红外线感测装置的灯具的浮动电压调校方法，其特征在于，于该步骤(d2)中：若该多个电压感测信号高于该可调整的基准电压阈值的次数，已达一预定次数时，则该控制电路模块调高该可调整的基准电压阈值的设定值，以形成具有较高新设定值的该可调整的基准电压阈值；若该多个电压感测信号低于该可调整的基准电压阈值的次数，已达该预定次数时，则该控制电路模块调低该可调整的基准电压阈值的设定值，以形成具有较低新设定值的该可调整的基准电压阈值。