CN111656091B - 用于均匀输出的具有锥形透射部分的智能家居设备光环 - Google Patents

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Abstract

一种用于智能家居设备的光环组件可以包括多个发光二极管(LED)和光导，其中光导可以包括接收多个LED的多个切口以及在多个切口之间的多个透射部分，其中当透射部分远离多个切口延伸时，透射部分的厚度渐缩。光环组件还可以包括输出表面，该输出表面通过多个透射部分接收从多个LED发射的光，其中该输出表面基本上是圆形的。所述光导还可在多个透射部分中包括多个微透镜，其中，当所述透射部分远离多个切口延伸时，微透镜的相对密度增加。

Description

用于均匀输出的具有锥形透射部分的智能家居设备光环
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年3月29日提交的标题为“SMART-HOME DEVICE LIGHT RINGSWITH TAPERED TRANSMISSIVE SECTIONS FOR UNIFORM OUTPUT(用于均匀输出的具有锥形透射部分的智能家居设备光环)”的美国非临时专利申请No.15/940,476，和于2018年3月29日提交的标题为“SMART-HOME DEVICE LIGHT RINGS WITH LENS SPACING FOR UNIFORMOUTPUT(用于均匀输出的具有透镜间距的智能家居设备光环)”的美国非临时专利申请No.15/940,427的优先权。申请15/940,476和15/940,427要求于2017年12月31日提交的标题为“UNIFORM LIGHT RINGS FOR SMART-HOME DEVICES(智能家居设备的均匀光环)”的美国临时专利申请No.62/612,621的优先权。这些申请中的每一个都通过引用并入本文。
技术领域
该专利说明书通常涉及由离散数量的光源照明的均匀光环。更特别地，该专利说明书描述了由诸如摄像机组件、键盘、安全系统传感器、恒温器、危险检测器、门铃等的智能家居设备的发光二极管(LED)照明的光环。
背景技术
智能家居设备正迅速成为现代家居体验的一部分。这些设备可以包括恒温器，键盘，触摸屏和/或其他用于控制环境系统(例如HVAC系统或照明系统)的控制设备。智能家居环境还可以包括智能器具，诸如洗衣机、洗碗机、冰箱、垃圾桶等，它们与控制和/或监视设备接口连接，以增加提供给居住者的功能和控制的水平。包括相机、键盘、传感器、运动检测器、玻璃破碎传感器、麦克风等的安全系统也可以被安装作为智能家居体系结构的一部分。其他智能家居设备可能包括门铃、监视系统、危险检测器、智能灯泡、以及实际上可以经由有线/无线网络进行控制的任何其他电子设备。
这些智能家居设备中的许多可能受益于与智能家居设备集成或入射到智能家居设备周围区域的照明源。例如，在住宅和商业环境中摄像机的使用已大大增加，部分是由于作为监视和/或安全系统的部分的部署的较低的价格和简单性。为了即使在弱光环境下也能提供高质量的视频馈送，记录场景的相机通常可受益于具有通过光源照明场景。在另一示例中，当在夜间或黑暗环境中使用时，允许用户交互的诸如键盘的智能家居设备也可以从照明中受益。在又一示例中，智能家居设备还可以为安全、紧急和/或夜间照明提供低水平的照明。随着智能家居设备在整个家庭中的漫射，这些设备可以检测到居住者的存在并自动在黑暗中照明周围的区域，从而使用户可以安全地穿越环境。
发明内容
通过参考说明书的其余部分和附图，可以实现对本发明的本质和优点的进一步理解。还应注意，在以下公开内容和权利要求中可以描述其他实施例。
在一些实施例中，用于智能家居设备的光环组件可包括多个发光二极管(LED)和光导。所述光导可包括容纳所述多个LED的多个切口以及在所述多个切口之间的多个透射部分。随着透射部分远离多个切口延伸，透射部分的厚度可以渐缩。光环组件还可以包括输出表面，该输出表面接收通过多个透射部分从多个LED发射的光。输出表面可以是基本上圆形的。
在一些实施例中，一种生成在智能家居设备中的均匀光环的方法可以包括：从多个发光二极管(LED)生成光，并且在光导处接收来自多个LED的光。所述光导可包括接收所述多个LED的多个切口以及在所述多个切口之间的多个透射部分。该方法还可包括将光沿多个透射部分向下引导。随着透射部分远离多个切口延伸，透射部分的厚度可以渐缩。该方法可以进一步包括从光导的输出表面发射光。输出表面可以是基本上圆形的。
在任何实施例中，以下特征中的任何特征可以以任何组合被包括并且没有限制。输出表面的光输出可以是基本上均匀的。多个LED可以仅包括两个LED。所述光环组件可以进一步包括耦合至所述光导的光罩。所述光罩可包括粘附到光导的外表面的美拉带。所述光罩可以耦合至所述光导的至少部分地直接在所述多个切口之一的上方的一部分。随着光罩远离多个切口之一延伸，光罩的宽度可以渐缩。智能家居设备可以包括第一反射表面，其中从光环组件的输出表面发射的光可以在离开智能家居设备之前从第一反射表面反射出去。智能家居设备可以包括第二反射表面，其中从第一反射表面反射出去的光可以在离开智能家居设备之前从第二反射表面反射出去。多个切口可以在光导周围以圆形图案均匀地分布。多个LED可以是侧面发射LED。多个透射部分可以以基本上圆形的形状在多个切口中的每个切口之间延伸。多个LED可以是顶部发射LED。多个透射部分可以平行于从顶部发射LED发射的光延伸。多个透射部分可以具有扇形形状。智能家居设备可以包括漫射环，来自输出表面的光可以在离开智能家居设备之前通过漫射环漫射。智能家居设备可以包括摄像机。智能家居设备可以包括安全系统的运动传感器。所述光导可以在所述多个透射部分中包括多个微透镜。
在一些实施例中，用于智能家居设备的光环组件可以包括多个发光二极管(LED)和光导。所述光导可包括接收所述多个LED的多个切口以及在所述多个切口之间的多个透射部分。光环组件还可在多个透射部分中包括多个微透镜。随着透射部分远离多个切口延伸，微透镜的相对密度可以增加。光环组件可以另外包括输出表面，该输出表面接收通过多个透射部分从多个LED发射的光。输出表面可以是基本上圆形的。
在一些实施例中，一种生成在智能家居设备中的均匀光环的方法可以包括：从多个发光二极管(LED)生成光，并且在光导处接收来自多个LED的光。所述光导可包括接收所述多个LED的多个切口以及在所述多个切口之间的多个透射部分。该方法还可包括将光沿多个透射部分向下引导。随着透射部分远离多个切口延伸，微透镜的相对密度可以增加。该方法可以另外包括从光导的输出表面发射光。输出表面可以是基本上圆形的。
在任何实施例中，以下特征中的一个或多个可以以任何组合被包括并且没有限制。输出表面的光输出可以是基本上均匀的。多个LED可以仅包括两个LED。所述光环组件还可以包括耦合至所述光导的光罩。所述光罩可包括粘附到光导的外表面的美拉带。所述光罩可以耦合至所述光导的至少部分地直接在所述多个切口之一的上方的一部分。随着光罩远离多个切口之一延伸，光罩的宽度可以渐缩。智能家居设备可以包括第一反射表面，其中从光环组件的输出表面发射的光可以在离开智能家居设备之前从第一反射表面反射出去。智能家居设备可以包括第二反射表面，其中从第一反射表面反射出去的光可以在离开智能家居设备之前从第二反射表面反射出去。多个切口可以在光导周围以圆形图案均匀地分布。多个LED可以是侧面发射LED。多个透射部分可以以基本上圆形的形状在多个切口中的每个切口之间延伸。多个LED可以是顶部发射LED。多个透射部分可以平行于从顶部发射LED发射的光延伸。多个透射部分可以具有扇形形状。智能家居设备可以包括漫射环，来自输出表面的光可以在离开智能家居设备之前通过漫射环漫射。智能家居设备可以包括摄像机。智能家居设备可以包括安全系统的运动传感器。随着透射部分远离多个切口延伸，透射部分的厚度可以渐缩。
附图说明
图1是根据一些实施例的在其中将可应用本文进一步描述的设备、方法、系统、服务和/或计算机程序产品中的一个或多个的智能家居环境的示例。
图2A示出了根据一些实施例的包括智能家居网络的代表性网络架构的简化框图。
图2B示出了根据一些实施例的其中服务器系统与客户端设备和智能设备交互的简化的操作环境。
图3是示出了根据一些实现方式的代表性智能设备的框图。
图4示出了根据一些实施例的在智能设备中生成均匀光环的方法的流程图。
图5示出了如何可以使用锥形光导从离散的LED生成均匀的光环的简化框图。
图6示出了用于生成均匀光环的方法的流程图。
图7示出了根据一些实施例的具有多个微透镜的光导的透射部分的简化图。
图8示出了根据一些实施例的可用作家庭安全系统的运动检测器和/或磁接触开关的智能设备。
图9示出了根据一些实施例的用于家庭安全系统的智能设备的分解图。
图10示出了根据一些实施例的来自图9的光环组件的侧视图。
图11示出了根据一些实施例的离开设备的光路的截面图。
图12示出了根据一些实施例的可以安装在智能家居环境中的智能设备的第二实现方式。
图13示出了设备的一些内部部件。
图14示出了光导的三个不同部分。
图15示出了根据一些实施例的光导的中间层的视图。
图16示出了根据一些实施例的示出光路的设备的截面图。
图17示出了根据一些实施例的可用作家庭安全系统或智能家居环境的一部分的设备。
图18示出了根据一些实施例的用于具有键盘的设备的光环组件。
图19示出了根据一些实施例的光导的详细视图。
图20示出了根据一些实施例的光导的顶视图，其中带罩被施加到光导的顶部。
图21示出了根据一些实施例的可用作室内成像相机的设备。
图22示出了根据一些实施例的设备2102的代表性相机组件的部件图。
图23示出了根据一些实施例的光导的视图。
图24示出了作为均匀的光环，当光从LED引导到设备外部时，组装的设备的剖视图。
具体实施方式
在下面的详细描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以提供对本发明的各种实施例的透彻理解。本领域普通技术人员将认识到，本发明的这些各种实施例仅是示例性的，而不旨在以任何方式进行限制。受益于本公开的本领域技术人员将容易想到本发明的其他实施例。对于本领域技术人员将显而易见的是，可以在没有一些或所有这些具体细节的情况下实践本发明。在其他实例中，没有详细描述众所周知的细节，以免不必要地使本发明模糊。
另外，为了清楚目的，并未示出或描述本文所述实施例的所有常规特征。本领域普通技术人员将容易理解，在任何这样的实际实施例的开发中，可能需要许多实施例特定的决定来实现特定的设计目标。这些设计目标将在一个实施例与另一个之间以及在一个开发人员与另一个之间不同。此外，将意识到，这样的开发工作可能是复杂且耗时的，但是对于受益于本公开的本领域普通技术人员而言仍将是常规的工程工作。
图1示出了根据一些实施例的示例智能家居环境100。智能家居环境100包括具有各种集成设备的结构150(例如，房屋、办公楼、车库或移动房屋)。将理解的是，设备还可以被集成到不包括诸如公寓、独立产权公寓或办公室空间的整个结构150的智能家居环境100中。此外，智能家居环境100可以控制和/或耦合到实际结构150外部的设备。确实，智能家居环境100中的若干设备不需要物理上在结构150内。例如，控制水池加热器114或灌溉系统116的设备可以位于结构150的外部。
术语“智能家居环境”可以指的是诸如单户住宅之类的家庭的智能环境，但是本教导的范围不限于此。本教导还适用于但不限于复式、联排别墅、多单元公寓建筑、旅馆、零售店、办公楼、工业建筑、并且更一般地，任何居住空间或工作空间。类似地，尽管术语用户、顾客、安装者、房主、居住者、客人、房客、房东、维修人员等可以用来指代在本文所述的某些特定情况下活动的一个或多个人，但是相对于正在执行这种动作的一个人或多个人，这些参考不限制本教导的范围。因此，例如，在单户住宅的情况下，术语用户、客户、购买者、安装者、订户和房主可能经常指同一个人，因为户主通常是做出购买决定，购买单元，安装和配置单元以及为该单元的用户之一的人。但是，在其他情况下，例如房东-租户环境，就购买单元而言，客户可能是房东，安装者可能是本地公寓管理员，第一用户可能是房客，第二用户可能再次在远程控制功能方面是房东。尽管执行动作的人的身份可能与一个或多个实现方式提供的特定优点密切相关，但这种身份不应在随后的描述中解释为必然而将本教导的范围限制于具有那些特殊的身份的那些特定的个人。
所描绘的结构150包括多个房间152，这些房间152经由壁154至少部分地彼此分开。壁154可以包括内壁或外壁。每个房间可以进一步包括地板156和天花板158。设备可以安装在壁154、地板156或天花板158上，与壁154、地板156或天花板158集成和/或由其支撑。
在一些实现方式中，智能家居环境100的集成设备包括智能的多感测的网络连接的设备，其在智能家居网络中和/或与中央服务器或云计算系统无缝地彼此集成，以提供各种有用的智能家居功能。智能家居环境100可以包括一个或多个智能的多感测的网络连接的恒温器102(以下称为“智能恒温器102”)、一个或多个智能的网络连接的多感测危险检测单元104(以下称为“智能危险检测器104”)、一个或多个智能的多感测的网络连接的入口接口设备106和120(以下称为“智能门铃106”和“智能门锁120”)、一个或多个智能的多感测的网络连接的警报系统122(以下称为“智能警报系统122”)。尽管在图1中没有明确描述，智能家居环境100还可以包括其他监视系统，诸如婴儿监视系统、老人监视系统、残障监视系统等等。
在一些实现方式中，一个或多个智能恒温器102检测周围气候特征(例如，温度和/或湿度)并相应地控制HVAC系统103。例如，相应的智能恒温器102包括环境温度传感器。
一个或多个智能危险检测器104可以包括指向各个热源(例如，炉子、烤箱、其他器具、壁炉等)的热辐射传感器。例如，厨房153中的智能危险检测器104可以包括指向炉子/烤箱112的热辐射传感器。热辐射传感器可以确定其指向的各个热源(或其一部分)的温度并可以提供相应的黑体辐射数据作为输出。
智能门铃106和/或智能门锁120可以检测人的接近或离开位置(例如，外门)，控制门铃/门锁定功能(例如，从便携式电子设备166-1接收用户输入以致动智能门锁120的闩拴)，经由音频或视觉设备宣布人的接近或离开，和/或控制安全系统上的设置(例如，当居住者离开和回来时激活或停用安全系统)。在一些实现方式中，智能门铃106可以包括相机118的一些或全部部件和特征。在一些实现方式中，智能门铃106包括相机118。
智能警报系统122可以检测近距离内个人的存在(例如，使用内置的IR传感器)，发出警报(例如，通过内置的扬声器，或者通过将命令发送给一个或多个外部扬声器)，并向智能家居网络100内/外的实体或用户发送通知。在一些实现方式中，智能警报系统122还包括用于验证用户的身份的一个或多个输入设备或传感器(例如，键盘、生物特征扫描仪、NFC收发器、麦克风)、以及用于提供通知的一个或多个输出设备(例如显示器，扬声器)。在一些实现方式中，智能警报系统122还可以被设置为“布防”模式，使得除非执行撤防动作，否则对触发条件或事件的检测将使警报响起。
在一些实现方式中，智能家居环境100可包括一个或多个智能的多感测的网络连接的壁开关108(以下称为“智能壁开关108”)以及一个或多个智能的多感测的网络连接的壁插头接口110(以下称为“智能壁插头110”)。智能壁开关108可以检测环境照明条件，检测房间占用状态，并控制一个或多个灯的功率和/或暗淡状态。在某些实例中，智能壁开关108还可以控制诸如吊扇的风扇的电源状态或速度。智能壁插头110可以检测房间或封闭空间的占用，并控制向一个或多个壁插头的供电(例如，使得如果没有人在家，则不向插头供电)。
在一些实现方式中，图1的智能家居环境100可以包括多个智能的多感测的网络连接的器具112(以下称为“智能器具112”)，诸如冰箱、炉子、烤箱、电视、洗衣机、烘干机、灯、立体声音响、对讲机系统、车库门开启器、落地风扇、吊扇、壁式空调、水池加热器、灌溉系统、安全系统、空间加热器、窗户空调单元、电动风管通风口等。在一些实现方式中，当插入时，器具可以诸如通过指示器具是什么类型来向智能家居网络宣告其自身，并且它可以自动与智能家居的控件集成。可以通过有线或无线通信协议来促进器具到智能家居的这种通信。智能家居还可以包括各种非通信的传统器具140，诸如旧型号的常规洗衣机/烘干机、冰箱等，它们可以由智能壁插头110控制。智能家居环境100可以进一步包括各种部分通信的传统器具142，诸如红外(“IR”)控制的壁式空调或其他IR控制的设备，其可以由智能危险检测器104、手持式遥控器、按键FOB或智能壁开关108提供的IR信号来控制。
在一些实现方式中，智能家居环境100可以包括一个或多个网络连接的相机118，其被配置为在智能家居环境100中提供视频监视和安全性。相机118可以用于确定结构150和/或结构150中的特定房间152的占用，因此可以用作占用传感器。例如，可以处理由相机118捕获的视频以识别结构150中(例如，在特定房间152中)居住者的存在。可以基于例如其外观(例如，身高、面部)和/或运动(例如，他们的步行/步态)来识别特定个体。相机118可以另外包括一个或多个传感器(例如，IR传感器、运动检测器)、输入设备(例如，用于捕获音频的麦克风)和输出设备(例如，用于输出音频的扬声器)。在一些实现方式中，相机118可各自被配置为在白天模式和弱光模式(例如，夜间模式)下操作。在一些实现方式中，相机118各自包括一个或多个IR照明器，用于在相机以弱光模式操作时提供照明。在一些实现方式中，相机118包括一个或多个室外相机。在一些实现方式中，室外相机包括附加特征和/或部件，诸如防风雨和/或太阳光线补偿。
智能家居环境100可以附加地或替代地包括一个或多个其他占用传感器(例如，智能门铃106、智能门锁120、触摸屏、IR传感器、麦克风、环境光传感器、运动检测器、智能夜灯170等)。在一些实现方式中，智能家居环境100可以(例如，在每个房间152中或其一部分中)包括射频识别(RFID)读取器，其基于位于或嵌入在居住者中的RFID标签来确定占用。例如，RFID读取器可以被集成到智能危险检测器104中，并且RFID标签可以被穿着在用户的衣服中以集成在诸如智能电话的手持设备中。
智能家居环境100还可以包括与物理家庭外部但在家庭的邻近地理范围内的设备的通信。例如，智能家居环境100可以包括水池加热器监视器114，该水池加热器监视器114将当前水池温度传达到智能家居环境100内的其他设备和/或接收用于控制水池温度的命令。类似地，智能家居环境100可以包括灌溉监视器116，其传达关于智能家居环境100内的灌溉系统的信息和/或接收用于控制这种灌溉系统的控制信息。
借助于网络连接，图1的一个或多个智能家居设备还可以允许用户与设备交互，即使该用户不靠近该设备。例如，用户可以使用计算机(例如，台式计算机、膝上型计算机或平板计算机)或其他便携式电子设备166(例如，诸如智能电话的移动电话)与设备进行通信。网页或应用可以配置为从用户接收通信并基于该通信控制设备和/或向用户呈现有关设备操作的信息。例如，用户可以查看设备(例如炉子)的当前设定点温度，并使用计算机对其进行调整。用户可以在此远程通信期间位于结构中，也可以位于结构外部。
如上所述，用户可以使用网络连接的计算机或便携式电子设备166来控制智能家居环境100中的智能设备。在一些示例中，一些或全部居住者(例如，居住在家庭中的个人)可以在智能家居环境100中注册其设备166。可以在中央服务器上进行此类注册，以验证居住者和/或与家庭相关联的设备，并向居住者给与使用该设备的权限以控制家庭中的智能设备。居住者可以使用其注册的设备166来远程控制家庭的智能设备，诸如在居住者上班或度假时。当居住者实际上位于家庭内部时，诸如当居住者坐在家庭内部的沙发上时，居住者还可以使用其注册的设备来控制智能设备。应当认识到，代替注册设备166或除了注册设备166之外，智能家居环境100还可以推断出(1)哪些个人居住在家庭里并因此是居住者，以及(2)哪些设备166与那些个人相关联。这样，智能家居环境可以“学习”谁是居住者并允许与那些个人相关联的设备166控制家庭的智能设备。
在一些实现方式中，除了包含处理和感测能力之外，设备102、104、106、108、110、112、114、116、118、120和/或122(统称为“智能设备””或“智能家居设备”)能够与其他智能设备、中央服务器或云计算系统和/或其他网络连接的设备进行数据通信和信息共享。可以使用各种定制或标准无线协议(例如，IEEE 802.15.4、Wi-Fi、ZigBee、6LoWPAN、Thread、Z-Wave、Bluetooth Smart、ISA100.5A、WirelessHART、MiWi等)和/或各种定制或标准有线协议(例如，以太网、HomePlug等)中的任何一种、或任何其他合适的通信协议，包括截至本文档提交之日尚未开发的通信协议来执行数据通信。
在一些实现方式中，智能设备可以用作无线或有线中继器。在一些实现方式中，第一智能设备经由无线路由器与第二智能设备通信。智能设备可以进一步经由到诸如互联网162之类的网络的连接(例如，网络接口160)彼此通信。通过互联网162，智能设备可以与服务器系统164(也称为中央服务器系统和/或此处的云计算系统)进行通信。服务器系统164可以与与智能设备相关联的制造商、支持实体或服务提供商相关联。在一些实现方式中，用户能够使用智能设备本身来联系客户支持，而不需要使用其他通信装置，诸如电话或与互联网相连的计算机。在一些实现方式中，软件更新被自动从服务器系统164发送到智能设备(例如，当可用时，当购买时或以例行的间隔)。
在一些实现方式中，网络接口160包括常规网络设备(例如，路由器)，且图1的智能家居环境100包括集线器设备180，该集线器设备180直接地或经由网络接口160通信地耦合到网络162。集线器设备180可以进一步通信地耦合到上述智能的多感测的网络连接的设备的一个或多个(例如，智能家居环境100的智能设备)。这些智能设备中的每一个可选地使用至少在智能家居环境100中可用的一个或多个无线电通信网络(例如ZigBee、Z-Wave、Insteon、Bluetooth、Wi-Fi和其他无线电通信网络)与集线器设备180进行通信。在一些实现方式中，可以经由在智能电话、家居控制器、膝上型计算机、平板计算机、游戏控制台或类似的电子设备上运行的应用来控制集线器设备180和与集线器设备耦合/耦合至集线器设备的设备和/或与其交互。在一些实现方式中，这种控制器应用的用户可以查看集线器设备或耦合的智能设备的状态，配置集线器设备以与新引入家庭网络的智能设备进行互操作，调试新的智能设备，以及调整或查看连接的智能设备等的设置。在一些实现方式中，集线器设备扩展了低容量智能设备的能力以匹配相同类型的高性能智能设备的能力，集成了多种不同设备类型的功能，甚至跨不同的通信协议，并且被配置为简化新设备的添加和集线器设备的调试。在一些实现方式中，集线器设备180进一步包括本地存储设备，该本地存储设备用于存储与智能家居环境100的智能设备有关或由其输出的数据。在一些实现方式中，数据包括以下一项或多项：相机设备输出的视频数据、智能设备输出的元数据、智能设备的设置信息、智能设备的使用日志等。
在一些实现方式中，智能家居环境100包括本地存储设备190，其用于存储与智能家居环境100的智能设备有关的数据或由智能家居环境100的智能设备输出的数据。在一些实现方式中，数据包括以下一项或多项：相机设备(例如，相机118)输出的视频数据、智能设备输出的元数据、智能设备的设置信息、智能设备的使用日志等。在一些实现方式中，本地存储设备190经由智能家居网络可通信地耦合到一个或多个智能设备。在一些实现方式中，本地存储设备190经由有线和/或无线通信网络选择性地耦合到一个或多个智能设备。在一些实现方式中，当外部网络条件差时，本地存储设备190用于存储视频数据。例如，当相机118的编码比特率超过外部网络(例如，网络162)的可用带宽时，使用本地存储设备190。在一些实现方式中，本地存储设备190在将视频数据传递到服务器系统(例如，服务器系统164)之前临时存储来自一个或多个相机(例如，相机118)的视频数据。
在一些实现方式中，智能家居环境100包括服务机器人168，其被配置为以自主方式执行各种家庭任务中的任何一项。
图2A示出了根据一些实现方式的包括智能家居网络202的代表性网络架构200的简化框图。在一些实现方式中，智能家居环境100中的智能设备204(例如，设备102、104、106、108、110、112、114、116、118、120和/或122)与集线器设备180结合以在智能家居网络202中创建网状网络。在一些实现方式中，智能家居网络202中的一个或多个智能设备204操作作为智能家居控制器。附加地和/或可替代地，集线器设备180操作作为智能家居控制器。在一些实现方式中，智能家居控制器比其他智能设备具有更多的计算能力。在一些实现方式中，智能家居控制器处理输入(例如，来自智能设备204、电子设备166和/或服务器系统164的输入)并发送命令(例如，发送到智能家居网络202中的智能设备204)以控制智能家居环境100的操作。在一些实现方式中，智能家居网络202(例如，在网格网络中)中的一些智能设备204是“发言人”节点(例如204-1)，而其他是“低功率的”节点(例如204-9)。智能家居环境100中的一些智能设备由电池供电，而其他智能设备具有常规且可靠的电源，诸如通过连接到智能家居环境的壁154后面的电线(例如，连接至120V线电压电线)。具有常规和可靠电源的智能设备称为“发言人”节点。这些节点通常具备使用无线协议来促进与智能家居环境100中的各种其他设备以及与服务器系统164的双向通信的能力。在一些实现方式中，一个或多个“发言人”节点操作作为智能家居控制器。另一方面，由电池供电的设备是“低功率”节点。这些节点倾向于比发言人节点小，并且通常仅使用需要很少功率的无线协议进行通信，例如Zigbee、ZWave、6LoWPAN、Thread、Bluetooth等。
在一些实现方式中，一些低功率节点可能不能进行双向通信。这些低功率节点可能发送消息，但不能“监听”。因此，智能家居环境100中的其他设备，诸如发言人节点，不需要将信息发送到这些低功率节点。在一些实现方式中，一些低功率节点仅能够进行有限的双向通信。例如，其他设备只能在特定时间段内与低功率节点进行通信。
在一些实现方式中，智能设备可以用作低功率和发言人节点以在智能家居环境100中创建网状网络。在一些实现方式中，智能家居环境中的各个低功率节点可以有规律地发送出有关其感知内容的消息，以及智能家居环境中的其他低功耗节点——除了发出自己的消息外——可能转发这些消息，从而导致消息在整个智能家居网络202从节点传播至节点(例如，设备至设备)。在一些实现方式中，能够使用诸如IEEE 802.11的相对高功率的通信协议进行通信的智能家居网络202中的发言人节点能够切换到相对功率通信协议诸如IEEE 802.15.4以接收这些消息，将消息转换为其他通信协议，并将转换后的消息发送到其他发言人节点和/或服务器系统164(使用例如相对高功率的通信协议)。因此，使用低功率通信协议的低功率节点能够跨整个智能家居网络202以及通过因特网162向服务器系统164发送和/或接收消息。在一些实现方式中，网状网络使服务器系统164能够规律地从家庭中的大多数或所有智能设备接收数据，基于数据进行推断，促进智能家居网络202内外的设备之间的状态同步以及向一个或多个智能设备发送命令以在智能家居环境中执行任务。
发言人节点和一些低功率节点能够“监听”。因此，用户、其他设备和/或服务器系统164可以将控制命令传达给低功率节点。例如，用户可以使用电子设备166(例如，智能电话)通过互联网将命令发送到服务器系统164，服务器系统164随后将命令中继到智能家居网络202中的一个或多个发言人节点。发言人节点可以使用低功率协议来将命令传达给整个智能家居网络202中的低功率节点，以及传达给未直接从服务器系统164接收命令的其他发言人节点。
在一些实现方式中，作为智能设备204的示例的智能夜灯170是低功率节点。除了容纳光源之外，智能夜灯170还容纳诸如超声或被动IR传感器的占用传感器和诸如如测量室内光线的光敏电阻或单像素传感器的环境光传感器。在一些实现方式中，智能夜灯170被配置为在其环境光传感器检测到房间黑暗时以及当其占用传感器检测到有人在房间中时激活光源。在其他实现方式中，智能夜灯170仅被配置为在其环境光传感器检测到房间黑暗时激活光源。此外，在一些实现方式中，智能夜灯170包括低功率无线通信芯片(例如，ZigBee芯片)，该低功率无线通信芯片规律地发送出关于房间的占用和房间中的光的量的消息，包括与占用传感器检测房间中人的存在一致的瞬时消息。如上所述，这些消息可以在智能家居网络202内从节点到节点(即，从智能设备到智能设备)无线地(例如，使用网状网络)发送，以及通过因特网162发送到服务器系统164。
低功率节点的其他示例包括智能危险检测器104的电池操作的版本。这些智能危险检测器104通常位于无法访问恒定且可靠的功率的区域中，并且可以包括任何数量和类型的传感器，诸如烟雾/火灾/热传感器(例如，热辐射传感器)、一氧化碳/二氧化碳传感器、占用/运动传感器、环境光传感器、环境温度传感器、湿度传感器等。此外，智能危险检测器104可以诸如通过使用如上所述的网状网络将与各个传感器中的每个传感器相对应的消息发送到其他设备和/或服务器系统164。
发言人节点的示例包括智能门铃106、智能恒温器102、智能壁开关108和智能壁插头110。这些设备通常位于可靠的电源附近并与之连接，并且因此可能包括更多耗电的部件，诸如一个或多个能够以多种协议进行双向通信的通信芯片。
如以上参考图1所解释的，在一些实现方式中，图1的智能家居环境100包括集线器设备180，该集线器设备180直接地或经由网络接口160通信地耦合到网络162。集线器设备180还通信地耦合到使用至少在智能家居环境100中可用的无线电通信网络的一个或多个智能设备。无线电通信网络使用的通信协议包括但不限于ZigBee、Z-Wave、Insteon、EuOcean、Thread、OSIAN、Bluetooth Low Energ等。在一些实现方式中，集线器设备180不仅转换从每个智能设备接收的数据以满足网络接口160或网络162的数据格式要求，而且转换从网络接口160或网络162接收的信息，以满足与目标智能设备相关联的各个通信协议的数据格式要求。在一些实现方式中，除了数据格式转换之外，集线器设备180还处理从智能设备接收的数据或从网络接口160或网络162初步接收的信息。例如，集线器设备180可以集成来自多个传感器/连接的设备(包括相同和/或不同类型的传感器/设备)的输入，对这些输入执行更高级别的处理-例如，评估整体环境并协调不同的传感器/设备之中的操作-和/或基于输入的收集和编程的处理为不同的设备提供指令。还应注意，在一些实现方式中，网络接口160和集线器设备180被集成到一个网络设备。本文描述的功能表示智能设备、在代表性电子设备(诸如智能电话)上运行的控制应用、集线器设备180以及经由互联网或其他广域网(WAN)耦合到集线器设备的服务器的特定实现方式。该功能和相关操作的全部或一部分可以由所描述的系统的任何元素执行-例如，本文所述的由集线器设备的实现方式所执行的全部或部分功能可以在不同的系统实现方式中在整个或部分服务器、一个或多个连接的智能设备和/或控制应用或其不同组合上加以执行。
图2B示出了代表性的操作环境，其中服务器系统164提供数据处理以监视和促进对由摄像机118捕获的视频流中的事件(例如，运动、音频、安全性等)进行查看。如图2B所示，服务器系统164从位于各种物理位置(例如，在图1的住宅、饭店、商店、街道、停车场和/或智能家居环境100内)的视频源222(包括相机118)接收视频数据。每个视频源222可以绑定到一个或多个查看者账户，并且服务器系统164将视频源222的视频监视数据提供给与查看者账户相关联的客户端设备220。例如，便携式电子设备166是客户端设备220的示例。在一些实现方式中，服务器系统164是向视频源和客户端设备220提供视频处理服务的视频处理服务器。
在一些实现方式中，每个视频源222包括一个或多个摄像机118，其捕获视频并将捕获的视频基本实时地发送到服务器系统164。在一些实现方式中，每个视频源222包括控制器设备(未示出)，该控制器设备用作一个或多个相机118和服务器系统164之间的中介。控制器设备从一个或多个相机118接收视频数据，可选地对视频数据执行一些初步处理，并基本上实时地代表一个或多个相机118将视频数据发送到服务器系统164。在一些实现方式中，每个相机具有其自身的机载处理能力，以在将处理后的视频数据(连同通过初步处理获得的元数据)发送到控制器设备和/或服务器系统164之前，对捕获的视频数据进行一些初步处理。
根据一些实现方式，每个客户端设备220包括客户端侧模块。客户端侧模块通过一个或多个网络162与在服务器系统164上执行的服务器侧模块通信。客户端侧模块提供客户端侧功能，用于事件监视和查看处理以及与服务器侧模块的通信。服务器侧模块提供服务器侧功能，用于每个驻留在各自的客户端设备220上的任意数量的客户端侧模块的事件监视和查看处理。服务器侧模块还提供用于包括任何数量的控制设备和相机118的任何数量的视频源222的视频处理和相机控制的服务器侧功能。
在一些实现方式中，服务器系统164包括一个或多个处理器212、视频存储数据库210、账户数据库214、到一个或多个客户端设备216的I/O接口以及到一个或多个视频源218的I/O接口。到一个或多个客户端216的I/O接口促进面向客户端的输入和输出处理。账户数据库214存储用于向视频处理服务器注册的查看者账户的多个简档，其中，相应的用户简档包括针对相应的查看者账户的账户凭证以及链接到相应的查看者账户的一个或多个视频源。到一个或多个视频源218的I/O接口促进了与一个或多个视频源222(例如，一个或多个相机118和相关联的控制器设备的组)的通信。视频存储数据库210存储从视频源222接收的原始视频数据以及各种类型的元数据，诸如如运动事件、事件类别、事件类别模型、事件过滤器和事件掩码，以用于事件监视的数据处理和审查每个查看者账户。
代表性客户端设备220的示例包括手持计算机、可穿戴计算设备、个人数字助理(PDA)、平板计算机、膝上型计算机、台式计算机、蜂窝电话、智能电话、增强型通用分组无线服务(EGPRS)移动电话、媒体播放器、导航设备、游戏机、电视、遥控器、销售点(POS)终端、车载计算机、电子书阅读器、或这些数据处理设备或其他数据处理设备中的任何两个或多个的组合。
一个或多个网络162的示例包括局域网(LAN)和诸如因特网的广域网(WAN)。一个或多个网络162使用包括各种有线或无线协议，诸如以太网、通用串行总线(USB)、FIREWIRE、长期演进(LTE)、全球移动通信系统(GSM)、增强型数据GSM环境(EDGE)、码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、蓝牙、Wi-Fi、互联网协议语音(VoIP)、Wi-MAX或任何其他合适的通信协议的任何已知的网络协议来实现。
在一些实现方式中，服务器系统164可以在一个或多个独立的数据处理装置或计算机的分布式网络上实施。在一些实现方式中，服务器系统164还采用第三方服务提供商(例如，第三方云服务提供商)的各种虚拟设备和/或服务来提供服务器系统164的基础计算资源和/或基础设施资源。在一些实现方式中，服务器系统164包括但不限于服务器计算机、手持式计算机、平板计算机、膝上型计算机、台式计算机、或者这些数据处理设备或其他数据处理设备的任何两个或多个的组合。
图2B中所示的服务器-客户端环境包括客户端侧部分(例如，客户端侧模块)和服务器侧部分(例如，服务器侧模块)两者。在不同的实现中，操作环境的客户端和服务器部分之间的功能划分可能有所不同。类似地，视频源222和服务器系统164之间的功能划分可以在不同的实现方式中变化。例如，在一些实现方式中，客户端侧模块是瘦客户端，其仅提供面向用户的输入和输出处理功能，并将所有其他数据处理功能委托给后端服务器(例如，服务器系统164)。类似地，在一些实现方式中，视频源222中的相应一个是简单的视频捕获设备，其连续捕获视频数据并将其流送到服务器系统164，而对视频数据进行的本地初步处理有限或没有本地初步处理。尽管从服务器系统164的角度描述了本技术的许多方面，但是由客户端设备220和/或视频源222执行的相应动作对于本领域技术人员将是显而易见的。类似地，可以从客户端设备或视频源的角度描述本技术的一些方面，并且由视频服务器执行的相应动作对于本领域技术人员将是显而易见的。此外，本技术的一些方面可以由服务器系统164、客户端设备220和视频源222协作地执行。
在一些实现方式中，视频源222(例如，相机118)将一个或多个视频数据流传送到服务器系统164。在一些实现方式中，一个或多个流可以包括由相机118捕获的原始视频的具有相应分辨率和/或帧速率的多个流。在一些实现方式中，多个流可以包括具有一定分辨率和帧速率的“主要”流，其对应于相机118捕获的原始视频，以及一个或多个附加流。附加流可以是与“主要”流相同的视频流，但是具有不同的分辨率和/或帧速率，或者可以是以与“主要”流相同或不同的分辨率或帧速率捕获“主要”流的一部分(例如，被裁剪以包括视场或主要流的像素的一部分)的流。
在一些实现方式中，将一个或多个流从视频源222直接发送到客户端设备220(例如，而不被路由到服务器系统164或由其处理)。在一些实现方式中，一个或多个流被存储在相机118(例如，在图4中的存储器406中)和/或本地存储设备(例如，专用记录设备)，诸如数字视频记录器(DVR)中。例如，根据一些实现方式，相机118存储由相机记录的最近24小时的视频片段。在一些实现方式中，一个或多个流的部分被存储在相机118和/或本地存储设备处(例如，对应于特定事件或感兴趣时间的部分)。
在一些实现方式中，服务器系统164将一个或多个视频数据的流发送到客户端设备220，以促进用户的事件监视。在一些实现方式中，一个或多个流可包括相同视频馈送的具有相应分辨率和/或帧速率的多个流。在一些实现方式中，多个流可以包括与视频馈送相对应的具有一定分辨率和帧速率的“主要”流，以及一个或多个附加流。附加流可以是与“主要”流相同的视频流，但具有不同的分辨率和/或帧速率，或者可以是以与“主要”流相同或不同的分辨率或帧速率捕获“主要”流的一部分(例如，被裁剪以包括视场或主要流的像素的一部分)的流，如在美国专利申请No.15/594,518中更详细地描述的，其通过引用并入本文。
图3是示出根据一些实现方式的代表性智能设备204的框图。在一些实现方式中，智能设备204(例如，图1的智能家居环境100的任何设备)包括一个或多个处理单元(例如，CPU、ASIC、FPGA、微处理器等)302、一个或多个通信接口304、存储器306、具有无线电设备340的通信模块342以及用于互连这些部件(有时称为芯片组)的一个或多个通信总线308。在一些实现方式中，用户接口310包括一个或多个输出设备312，其使得能够呈现媒体内容，包括一个或多个扬声器和/或一个或多个视觉显示器。在一些实现方式中，用户接口310还包括一个或多个输入设备314，包括促进用户输入的用户接口部件，诸如键盘、鼠标、语音命令输入单元或麦克风、触摸屏显示器、触敏输入板、手势捕获相机或其他输入按钮或控件。此外，一些智能设备204使用麦克风和语音识别或相机和手势识别来补充或替换键盘。在一些实现方式中，智能设备204包括一个或多个图像/视频捕获设备318(例如，相机、摄像机、扫描仪、照片传感器单元)。内置传感器390可包括例如一个或多个热辐射传感器、环境温度传感器、湿度传感器、IR传感器、占用传感器(例如，使用RFID传感器)、环境光传感器、运动检测器、加速度计和/或陀螺仪。
无线电设备340使能够在智能家居环境中的一个或多个无线电通信网络，并允许智能设备204与其他设备通信。在一些实现方式中，无线电设备340能够使用各种定制或标准无线协议(例如，IEEE 802.15.4、Wi-Fi、ZigBee、6LoWPAN、Thread、Z-Wave、BluetoothSmart、ISA100.5A、WirelessHART、MiWi等)，定制或标准有线协议(例如，以太网，HomePlug等)中的任何一种和/或任何其他合适的通信协议，包括在本文档提交之日尚未开发的通信协议进行数据通信。
通信接口304包括例如能够使用各种定制或标准无线协议(例如，IEEE 802.15.4、Wi-Fi、ZigBee、6LoWPAN、Thread、Z-Wave、Bluetooth Smart、ISA100.5A、WirelessHART、MiWi等)中的任何一种和/或各种定制或标准有线协议(例如，以太网、HomePlug等)中的任何一种，或任何其他合适的通信协议，包括在本文档提交之日尚未开发的通信协议进行数据通信。
存储器306包括高速随机存取存储器，诸如DRAM、SRAM、DDR RAM或其他随机存取固态存储器设备；并可选地包括非易失性存储器，诸如一个或多个磁盘存储设备、一个或多个光盘存储设备、一个或多个闪存设备或一个或多个其他非易失性固态存储设备。存储器306或替代地存储器306内的非易失性存储器包括非暂时性计算机可读存储介质。在一些实现方式中，存储器306或存储器306的非暂时性计算机可读存储介质存储以下程序、模块和数据结构或其子集或超集：操作逻辑320，其包括用于处理各种基本系统服务以及执行与硬件相关的任务的过程；经由一个或多个通信接口304(有线或无线)连接到一个或多个网络162的设备通信模块322，其用于连接到其他网络设备(例如，提供互联网连接的路由器的网络接口160、联网的存储设备、网络路由设备、服务器系统164等)并与之通信；输入处理模块326，其用于检测来自一个或多个输入设备314的一个或多个用户输入或交互，并解释检测到的输入或交互；用户接口模块328，其用于提供和显示用户接口，其中一个或多个设备(例如，智能设备204和/或智能家居环境100中的其他设备)的设置、捕获的数据和/或其他数据可以被配置和/或查看；一个或多个应用330，其用于由智能设备(例如游戏、社交网络应用、智能家居应用和/或其他基于Web或非基于Web的应用)的执行，其用于控制设备(例如执行命令，发送命令和/或配置智能设备204和/或其他客户端/电子设备的设置)，以及用于查看设备捕获的数据(例如，设备状态和设置、捕获的数据或有关智能设备204和/或其他客户端/电子设备的其他信息)；设备侧模块332，其提供用于设备控制、数据处理和数据查看的设备侧功能，包括但不限于：命令接收模块3320，其用于接收、转发和/或执行和用于操作智能设备204的指令控制命令(例如，来自客户端设备220、来自服务器系统164、来自在用户接口310上检测到的用户输入等)；数据处理模块3322，其用于处理由一个或多个输入(例如，输入设备314、图像/视频捕获设备318、位置检测设备316)、传感器(例如，内置传感器390)、接口(例如，通信接口304、无线电设备340)、和/或智能设备204的其他部件捕获和接收的数据，以及用于将处理后的数据准备并发送到设备以供查看(例如，客户端设备220供用户查看)；存储与设备(例如，智能设备204)相关联的数据的设备数据334包括，但不限于：存储与智能设备204上加载的用户账户有关的信息的账户数据3340，其中，此类信息包括缓存的登录凭证、智能设备标识符(例如，MAC地址和UUID)、用户接口设置、显示偏好项、身份验证令牌和标签、密码密钥等；本地数据存储数据库3342，其用于选择性地存储与智能设备204相关的原始或处理后的数据(例如，相机118捕获的视频监控片段)；旁路模块336，其用于检测无线电设备340是否正在经由耦合到无线电设备340的各个天线传送信号，并经由旁路线路或放大器(例如，低噪声放大器)将无线电设备340相应地耦合到它们各自的天线；传输访问模块338，其用于(例如，基于检测到的控制信号和传输请求)准予或拒绝对一个或多个无线电设备340的传输访问。
上述每个标识的元素可以存储在一个或多个前述存储器设备中，并且对应于用于执行上述功能的指令的集合。上面标识的模块或程序(即，指令的集合)不需要被实现为单独的软件程序、过程或模块，并且因此这些模块的各种子集可以在各种实现方式中被组合或以其他方式重新布置。在一些实现方式中，存储器306可选地存储以上标识的模块和数据结构的子集。此外，存储器306可选地存储以上未描述的附加模块和数据结构。
图3中描绘的智能设备204取决于特定实施例可以采取许多不同形式。例如，在一些智能家居环境中，智能设备204可以包括键盘或安全系统。在其他实施例中，智能设备204可以包括红外运动检测器和/或无线磁性开关。在一些实施例中，智能设备204可以包括与室内和/或室外环境兼容的运动相机。各种其他智能家居设备实施例也可以被实现为上面描绘的智能设备204的实现方式。这些各种实施例中的每一个都可以在弱光或不光照环境下操作。例如，当用户可能无法打开灯时，可以在晚上操作用于安全系统的键盘。当最初进入他们的住所时，用户可能希望在打开灯之前先关闭安全系统。在入侵场景中，用户可能希望在不打开灯的情况下激活安全系统，以避免警告入侵者他们的存在。在这些场景的每一个中，智能设备204可以提供其自己的集成光照以方便用户。
在许多智能设备中，光源的理想形状可以是基本上圆形的输出表面。例如，小键盘可以包括围绕数字按钮的基本上圆形的光环。这可以用于用光包围用户接口，使得用户可以看到以输入安全代码、激活代码等。在另一示例中，安全相机可以受益于在相机镜头周围提供光环。当记录时或响应于用户的存在，这可以用于照明相机的观看区域。对于任何智能设备204，可以提供光环以在弱光情景下生成应急光照。例如，危险检测器、运动检测器和/或磁性开关在安装在用户家中时可以提供紧急光照或夜间光照，并且在检测到用户存在时可以自动激活。
在任何智能家居环境中为智能设备提供光环并不是不重要的操作。智能设备包括面临使从离散光源生成均匀的光环变得复杂的众多设计挑战。首先，与诸如白炽灯泡、卤素灯泡、荧光灯泡等的其他照明技术相反，使用发光二极管(LED)通常是有利的。与这些其他照明选项相比，LED成本更低，尺寸更小并且通常使用的功率要少得多。尽管LED的输出可以比其他光源更亮，更大强度，但这也可能导致难以将离散的LED光源转换为均匀的光环。因为LED可以具有如此高的发光强度，所以难以使强度均匀地分布在基本上圆形的输出表面上。例如，更靠近LED的输出表面的区域通常可以比其他区域更亮，从而导致在基本上圆形的输出表面上的不均匀光输出。
另一个挑战是限制智能设备中可能存在的LED数量。即使给定相对低的成本，许多设计仍可能需要最小化存在的LED的数量以节省功率和/或由于空间限制。许多智能设备由电池操作，或者至少以低功耗预算操作。因此，仅使用最少数量的LED来生成生均匀的光环可能是有利的。智能设备在它们的物理设计中通常也非常受空间限制。当安排LED、光导、透镜、反射表面、掩模和/或输出的放置时，这可能导致非常严格的约束。
为了在智能家居环境中为智能设备生成低成本的光环，本公开描述了在放置LED，设计光导以及布置基本上圆形的输出表面时可以使用的多种不同技术。图4示出了根据一些实施例的在智能设备中生成均匀光环的方法的流程图400。该方法可以包括激活多个LED(402)。该方法还可包括将来自LED的光引导到具有随着光导部分延伸远离LED而渐缩的厚度的光导中(404)。在一些实施例中，光导可包括当LED安装到单独的电路板上时接收LED的多个切口。该方法还可包括将来自光导的光引导穿过圆形的输出表面(406)。圆形的输出表面可以作为光环直接显示给用户，或者可以从附加服务中反射出来，以其他方式散射或重定向光环输出。
图5示出了如何使用锥形光导从离散的LED生成均匀的光环的简化框图。为了简单起见，该图仅示出了光导的单个LED 502和单个透射部分504。将理解并且将通过下面描述的另外的示例而变得显而易见，另外的透射部分、LED、切口、罩和/或类似物可以组合以形成用于智能设备的整个光环组件。在该简化示例中，LED 502将光引导到光导的透射部分504中。透射部分504的尺寸可以足够大，以捕获在透射部分504的最接近LED 502的部分中LED 502发射的大部分(如果不是全部)光。当透射部分504远离LED 502延伸时，随着透射部分504远离LED 502延伸透射部分504的厚度可以减小或渐缩。
取决于实施例，被引导通过光导的透射部分504的光可以以不同的方式被引导通过基本上圆形的输出。在一些实施例中，被引导通过透射部分504的光可以垂直于透射部分504的方向向上反射。在其他实施例中，被引导通过透射部分504的光可以通过透射部分504的较小端发射。可以基于LED 502是侧面发射LED还是顶部发射LED来确定这些配置。这些不同配置的进一步示例将在下面详细描述。还将关于以下实施例描述当光从基本上圆形的输出表面发射时均匀地分布的物理机制。
除了随着光导的透射部分逐渐远离LED渐缩之外，一些实施例可以可替代地和/或附加地使用至少第二种技术，以从离散数量的LED生成均匀的光环。图6示出了用于生成均匀光环的方法的流程图600。该方法可以包括激活多个LED(602)。如上所述，来自那些LED的光可以被引导到光导中。替代或除了渐缩的光导之外，该方法还可包括在光导中提供多个微透镜，其相对密度随着光导的部分远离每个LED延伸而增加(604)。当光被引导通过光导的透射部分时，微透镜可以使光穿过基本上圆形的输出表面出射，以提供均匀的光环(606)。
图7示出了根据一些实施例的具有多个微透镜705的光导的透射部分704的简化图。像图5的示例一样，透射部分704可以在LED 702附近足够宽，使得来自LED 702的大部分光被透射部分704捕获。当光移动通过透射部分704时，光可以垂直地反射，使得光穿过透射部分704的顶部射出。当诸如透射部分704的透射部分以圆形方式链接或形成在一起时，可以使用微透镜705垂直反射光以形成均匀的光环。在一些实施例中，微透镜可以是抛光的半球形的腔，其从透射部分704的底部被去除。当光移动通过透射部分704并且遇到圆形凹痕时，光可以向上远离微透镜反射。
为了在光穿过透射部分704时反射均匀量的光，可以增加微透镜705的相对密度。当光靠近LED 702时，这允许光继续行进通过透射部分704，使得透射部分704的每个部分将具有足够的剩余光以被微透镜705向上散射。另外，因为LED 702附近的光的强度将更大，可能需要更少的微透镜705以等于远离LED 702的反射光的发光强度。换句话说，远离LED 702的微透镜705的增加的数量可以补偿更接近LED 702的固有亮度。另外，LED 702附近的较少的微透镜705可以确保有足够的光在LED 702附近散射之前到达透射部分704的另一端。
可以通过添加更多的微透镜705来增加微透镜705的相对密度。可替代地或另外地，也可以通过改变透射部分704的厚度来增加微透镜705的相对密度。例如，如图5所示，一些实施例可使用微透镜705的均匀图案，同时当透射部分704远离LED 702延伸时使透射部分704的厚度渐缩。
为了示出如何在不同的实施例中组合和实现用于产生基本上圆形的光环的均匀输出的这些不同技术，将描述四个具体的实现方式。一些实现方式将使用每个LED之间的透射部分的厚度的锥形，而其他实现方式将使用微透镜的相对密度的变化。一些含义将使用这两种技术以及诸如在设备内部内部地屏蔽和/或反射光的其他技术的结合。应当认识到，这些示例和通过示例示出的技术组合并不意味着是限制性的。本文描述的任何技术可以以任何组合使用并且在任何实现方式中没有限制。
图8示出了根据一些实施例的可用作家庭安全系统的运动检测器和/或磁性接触开关的智能设备。设备802的尺寸可以相对小(例如，长度小于4英寸，直径小于1英寸)。设备802可以固定到门或窗户旁边的壁上。门或窗可包括第二小磁性设备，当门/窗关闭时，第二小磁性设备由设备802感测。另外，该设备可以包括半球形盖806，该半球形盖806用作按钮和用于被动红外(PIR)传感器的窗/透镜两者。用户可以按下盖806以体验触觉“点击”，该触觉“点击”可以用作对设备802进行编程、激活或以其他方式与设备802交互的输入。盖806可以看起来是半透明的，但是仍然可以允许红外能量透入到盖806中，使得设备802内的PIR传感器可用于检测用户的存在和/或运动。
当设备802被安装在壁或门/窗框上时，其可以如图8的左侧所示垂直安装。盖806可以朝下看向房间的方向成大约45°角。在盖806的下方，设备802可以包括光环804。光环804可以由离散数量的LED生成。在该实施例中，在光从基本上圆形的输出表面发射之后，光环804可以包括多个反射，使得当在设备802的外部对用户可见时，光被散射。可以通过按压盖806来激活光环804。在晚上，当检测到用户存在时，光环804也可以被自动激活。例如，当用户在黑暗中走过住宅时，将多个设备802放置在住宅中的各种门、窗户和壁上可以提供紧急或夜间照明。
当在与设备802一样小的设备中设计均匀的光环804时，存在许多挑战。例如，由于设备802是电池供电的，因此应使用最少数量的LED。另外，与设备802的尺寸相比，LED的发光强度可能大。因此，实施以下描述的某些设计特征以防止光泄漏到设备802的整个内部空腔中并在整个设备内造成“发光”效应，而不是在光环804处的单个输出。另外，光环804与盖806内置在同一组件中。因此，当按下盖806以激活按钮功能时，整个光环组件804移动。最后，光环组件和功能不应被允许在其检测人的存在和运动时干扰PIR传感器。
图9示出了根据一些实施例的用于家庭安全系统的智能设备802的分解图。设备802可以包括防止光泄漏出设备802的光罩912。在没有光罩912的情况下，设备802的外壳可以足够薄以至于其将产生“发光”效果，因为LED 910位于电路板909上靠近设备边缘的位置。在一些实施例中，可以将光罩912用胶带粘贴到设备802的壳体的内部。可以使用薄的塑料
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胶带构造光罩912或至少是半透明的其他类型的拉伸聚酯薄膜或塑料。光罩912在内部可以是深色，诸如黑色，以吸收由LED 910发射的多余的光，并防止多余的光在设备802的内部周围反射。使用光罩912的好处之一在于，它帮助确保从LED 910发射的光遵循通过下文描述的光导908的路径，而不是分散在整个设备802的内部。
设备802还包括电路板909，电路板909上安装有两个LED910。为了使设备802的成本和部件数量最小化，可以使用最少数量的两个LED来生成光环。LED可以包括顶部发射的或从垂直于电路板909的LED的顶部发光的RGB LED。在一些实施例中，LED 910可以安装在电路板909上的3点钟和9点钟。在图9所示的实施例中，左侧的LED安装在电路板909上的9点钟至10点钟之间，而右侧的LED安装在电路板909上的2点钟至3点钟之间。当安装在壁上时，该非对称安装图案可以通过设备802的定向来解释。安装时，光环在12点钟的位置将最接近用户，而光环在6点钟的部分将几乎不可见。因此，LED 910可以朝12点钟旋转以在用户最可见的地方提供更多的光。一些实施例还包括可以用于“路灯”特征的第三LED 911。第三LED911可以是在弱光情况下被激活的白色LED。
设备802还可以包括光导908。如上所述，光导908可以包括与电路板909上的LED910相对应的两个切口。在其他实施例中，光导908可以替代地包括可以定位在LED 910上方的底部上的平坦的界面。在一些实施例中，光导908可以是完全透明和半透明的。在其他实施例中，光导908可以替代地掺杂有白色粉末，诸如二氧化钛，以创建乳白色或半透明效果。通过掺杂光导908的塑料，这创建了在光从设备802被发射之前柔化光的效果。另外，光导908的掺杂可以导致在被发射前，光在内部散射并在光导中散布。
在光导908内部的光的散射可以具有有益的效果，以生成均匀的光环外观。具体地，如上所述，随着光导908远离LED 910移动，光导908的厚度渐缩。光导在LED 910正上方最厚。随着LED 910发出的光通过光导908朝着光导908的顶部和底部(12点钟和6点钟)移动，光导908的厚度渐缩。因为光导908在LED上方最厚，所以从LED直接发射的光被柔化和漫射。当光传播到光导908的不直接在LED 910上方的部分时，光导908的较薄部分不将光散射得太多。光导的这种渐缩效应使光导908的整体输出在发射时几乎是均匀的。如上所述，光导908的随着其旋转远离LED 910的位置而渐缩的部分可以被称为光导908的透射区域，其厚度随着其远离LED 910延伸而渐缩。
光导908可以在光导908的顶部处包括基本上圆形的输出表面907。光导908的顶部的抛光的环可以用作光环的输出。如本文所使用的，术语“基本上圆形”指输出环的圆形性质是近似圆形的。具体地，圆形的任何半长轴和半短轴将在彼此的25％以内。这允许仍基本为圆形的略微椭圆形或椭圆形的环。另外，基本为圆形的环可以包括不连续部分，诸如图9中的用于第三LED 911的固定装置。作为“基本上圆形”，输出表面可以允许在原本光滑的输出表面中的多达25％的不连续或中断的环。
光导908还可以包括粘附到光导908的外表面的反射罩925。反射罩防止光从光导908逸出。在一些实施例中，反射罩925可以在外面是黑色的且里面是白色的。白色内部可以在光导908中内部反射光，而黑色外部可以防止光离开光导908。在一些实施例中，光导908的内表面不需要包括另一个反射罩。这可以反映出在组装设备802以及将单独的光罩粘附到光导908的内部时的困难。相反，设备802可以包括装配在光导908的内部的橡胶垫圈906。橡胶垫圈906围绕PIR传感器904装配并隔离来自光导908的光使其不干扰PIR传感器904。此外，设备802可以包括宠物拒绝罩902，其阻挡PIR传感器904的下部和侧面，从而使正常的宠物运动(例如狗，猫)不触发PIR传感器904。橡胶垫906和宠物拒绝罩902两者有助于将来自LED 910的光保持在光导908的内部。
盖806、拒绝罩902、橡胶垫圈906和光导908可以被组装在一起，成为单个组件，该组件可以自由地以铰链运动的方式上下略微旋转以提供上述的推动按钮功能。这意味着光导908将独立于电路板909和LED 910移动。因此，在一些实施例中，按压盖806可以使光导908更靠近电路板909上的LED 910移动。当使光导908靠近LED 910移动时，它可以使由光导908捕获的光增加。因此，当按下按钮时，这也可以使由基本上圆形的输出表面907发射的光的强度增加。因此，该实现方式可以提供当按下按钮时立即增加光环的强度的好处。
图10示出了根据一些实施例的图9的光环组件的侧视图。此视图说明了LED 910和光导908底部之间的小间隙。当按下盖806并且光环组件向内移动时，光环908的底面将更靠近，甚至可能接触LED 910的顶部。该视图也显示了盖806和橡胶垫圈906如何在光导908的内部提供光罩，以防止光从光导908的内部逸出。
图10还示出了用户如何可能无法直接看到从基本上圆形的输出表面907发射的光。替代地，从光导908输出的光可以被反射离开设备802和/或盖806的主体。该反射的光可以导致靠近盖806的设备802的一部分和基本上圆形的输出表面907产生次于来自光导908的实际反射光的局部发光效果。
图11示出了根据一些实施例的离开设备802的光路的截面图。当光离开LED 910时，它被光导908的底面捕获。光导908外部的光罩925内部反射光导908内部的光，以确保光向上传播，而不是在设备802的内部散射。类似地，盖806和橡胶垫圈906将光保持在光导908的内部。如图11所示，光从LED 910垂直向上传播。但是，如上所述，光还将通过锥形透射部分在光导周围传播，并从锥形部分的底部反射，从而向上传播出基本上为圆形的输出表面907。
在离开光导908之后，光可以从盖806的悬垂部反射出来。一些光可以被盖806吸收，从而给盖806的外缘提供发光效果。反射的光将被反射离开设备802的壳体。在一些实施例中，这种反射可发生在设备802的外壳的塑料之外。塑料可以是白色或另一不透光的颜色。一些实施例还可以包括在其上反射光的的设备802的盖的部分上的一块反射带。
图12示出了根据一些实施例的可以安装在智能家居环境中的智能设备1202的第二实现方式。该设备1202可以包括被设计用于室内和室外两者的摄像机。相机可以包括坚固的壳体，该坚固的壳体在前透镜1204的中心提供相机输入。在前透镜1204的外围部分周围，设备1202还可以包括被照明的光环，使得设备1202可以在弱光环境下录制。当设备1202在其视场内检测到运动或人类存在时，光环也可能被照明。
图13示出了设备1202的一些内部部件。如在图12中可见的，该设备可以包括外部盖1302。外部盖1302可以在底部包括漫射层1303。漫射层1303从后述的两次光导1304接收光。漫射层1303从光导1304的聚焦输出缓慢地提取光并且以梯度状的方式漫射光。这在散射层1303的边缘附近生成了强烈的光环，该光环缓慢衰减。与上述的设备802相比，用户将看到通过漫射层1303漫射的实际光，而不是看到从设备1202上的其他表面反射回来的反射光。
设备1202还包括电路板1306。为了生成生均匀的光环，电路板1306可以包括多个LED1308。在该特定实施例中使用的LED是垂直于电路板1306发射光的顶部发射LED。在该实施例中，九个LED 1308已经围绕电路板1306的外围上的圆形图案均匀地分布。在其他实施例中，也可以使用更多或更少的LED 1308。实际上，可以增加LED 1308的数量，直到光环的输出看起来均匀为止。另外，电路板1306可以包括白色焊接罩1310，该白色焊接罩被施加到LED 1308周围的电路板1306的顶侧。从LED 1308输出的、散射的或不被光导1304接收的任何光都可以由白色焊接罩1310反射。
在设备1202的设计中遇到的困难之一是使用少量的分立LED 1308通过外盖1302的漫射层生成均匀的光环输出。没有在光导1304中的下述的独特的设计特征，光环的输出将看起来在每个LED 3008上方都具有“热点”。因此，该输出看起来完全不均匀并且可能会打扰用户。制造光导1304以包括散射和反射光的某些特征，使得沿着在光导1304的顶部处的基本上圆形的输出表面的输出几乎是均匀的。
图14示出了光导1304的三个不同部分。光导1304的中间层1402可以由透明塑料铸造而成。在铸造中间层1402之后，可以使用二次过程在中间层1402周围铸造内层1404和外层1406。内层1404和外层1406可以由不透明塑料铸造。因此，内层1404和外层1406可以在中间层1402周围形成光罩。中间层1402暴露的唯一部分是沿着中间层1402的底部的圆环，该圆环将抵靠电路板1306，以及围绕中间层1402顶部的小环，其将用作光导1304的基本上圆形的输出表面。
图15示出了根据一些实施例的光导1304的中间层1402的视图。基本上圆形的输出表面1502沿着中间层1402的顶部外部延伸。中间层1402的底部包括多个切口1504，所述切口1504的尺寸和间隔被设置成容纳电路板1306上的每个LED 1308。可以将切口1504之间的间隔压靠在电路板1306上，以防止光从切口1504泄漏出来。
中间层1402还在LED的切口1504之间包括多个透射部分1506。每个透射部分1506成扇形以帮助将来自LED的光引导到基本上圆形的输出表面1502。具体地，当透射部分1506远离切口1504延伸时，随着它们远离切口1504延伸每个透射部分1506的厚度渐缩。每个透射部分1506在切口1504正上方的点处变得最薄。当透射部分1506从在切口1504正上方延伸的线向外辐射时，渐缩变得不那么显著。这沿中间层1402的外部产生扇形轮廓。
透射部分1506的扇形轮廓的效果是使来自LED的光均匀地散射在输出表面1502周围。扇形设计随着光向上行进穿过中间层1402而逐渐反射光，使得到光到达顶部时，其分布相当均匀。这允许光沿着透射部分1506自然地散布整个光导。物理上，这具有使多少光穿过LED正上方的孔径作用的效果。因为光导变得更薄，所以光的量在LED上方被阻塞，并被反射到LED之间需要多余光的区域。
图16示出了根据一些实施例的示出光路的设备1202的截面图。最初，光从LED1308发射，每个LED驻留在光导中的切口1504中。如上所述，光沿光导的中间层1402行进，从而使光从基本上圆形的输出表面1502散射并均匀地发射。在离开光导的输出表面1502之后，光进入漫射层1303，其中光在向上引导穿过外盖之前被进一步散射和柔化。
图17示出了根据一些实施例的可用作家庭安全系统或智能家居环境的一部分的设备1702。设备1702包括小键盘1708，其可以用于认证用户，激活/停用家庭安全系统，对智能家居设备进行编程，拨打电话号码，输入安全代码等等。设备1702还可以包括位于设备1702的侧面上的运动传感器1706。运动传感器1706可以用于检测正在接近设备1702以使用该设备的用户。运动传感器1706还可以与散布整个智能家居环境中的其他PIR传感器一起用作运动和/或入侵检测系统。
当设备1702使用运动传感器1706检测到用户接近设备1702时，设备1702可以使光环1704点亮以便于用户交互。在其他情况下，当小键盘1708检测到用户与设备1702交互时(例如，按下小键盘1708的按钮)，设备1702可以使光环1704点亮。光环1704可以环绕设备1702的顶部的外围，并且可以发射足够的光以使小键盘1708被照明，使得用户可以在黑暗环境中看到按下的按钮。像以上讨论的均匀的光环一样，光环1704可以由多个分立的LED供电。尽管在LED的位置处光环1704趋向于最亮，但是下面描述的设计使光环1704看起来在圆形输出表面周围被均匀地照明。
图18示出了根据一些实施例的用于具有小键盘的设备1702的光环组件1800。光环组件1800包括电路板1801。电路板包括多个LED 1802，其围绕电路板1801的外围以圆形图案均匀地分布。在该实施例中，LED 1802可以是侧面发射LED，其中光从LED 1802的侧面沿与电路板1801的表面平行的方向发射。LED 1802可以是RGB LED或任何其他类型的板载LED。尽管在图18中未明确示出，电路板1801可以包括机械安装特征，以及与小键盘组件或设备1702的其他内部电子设备一体的其他电子部件。
在电路板1801的外围的顶部上，光环组件1800可以包括罩1804。该罩可以由薄的美拉带、薄的塑料层或其他不透明材料组成，其将反射从LED 1802发射的光。罩1804可以耦合到光导1806的底部。像上述光导一样，光导1806可以由透明或半透明的塑料件形成。如将在下面更详细地描述的，光导1806包括几何形状，诸如渐缩的透射部分，以及诸如使光均匀地通过圆形输出表面发射的微透镜的特征。
一些实施例还可以包括以特定的几何图案预先切割的带罩1808，其最大化垂直地从光导1806传输出的光的均匀性。在该实施例中，每个LED 1802具有固定在LED 1802的一部分上方的光导1806上的对应的带罩1808。带罩1808可以被重新配置以衰减在从LED 1802发出的光最强处的直接在LED 1802上方向上透射的光的量。当带罩1808渐缩时，它们可以逐渐允许更多的光离开光导1806进入输出环1810。输出环1810也可以由透明或半透明的塑料形成，其可以将光引导通过暴露于设备1702的顶部的基本上圆形的输出表面1812。在一些实施例中，输出环1810可以掺杂有材料以使光在被从输出表面1812中发射之前漫射。
图19示出了根据一些实施例的光导1806的详细视图。光导1806可以包括多个切口1905，其尺寸适于容纳安装在电路板1801上的侧面发射LED1802。切口1905的一部分在LED的前面可以是基本平坦的，或者可以被成型为与LED 1802的形状相适应。光导1806还可以包括多个特征1908，这些特征可以与电路板1801上的安装特征相配合，以确保LED 1802与切口1905以正确的取向和方向对齐。
在每对LED 1802的切口1905之间，光导1806可以包括透射部分1906。与上述其他实施例一样，透射部分1906可以随着在来自LED 1802的光行进的方向上其远离LED 1802延伸而在厚度上渐缩。如上所述，这具有将来自LED 1802的大部分光从透射部分1906向下引导远离LED 1802的作用。这引导光远离LED 1802，从而可以将其在整个透射部分1906上均匀地垂直反射出光导。没有这种渐缩效果，来自LED的大部分光将直接在LED 1802的前面离开光导1806，从而导致在光环中的强烈的亮点并导致它不具有均匀的光输出。
在该实施例中，光导1806除了被配置为在光环中生成均匀的光输出的锥形透射部分1906之外还包括第二特征。具体地，光导1806包括形成在光导1806的底侧上的多个微透镜1904。微透镜用作散射特征，其阻止光沿光导的透射部分1906向下传播，并替代地导致光在垂直于电路板1801和光导1806的向上方向上散射和反射。在一些实施例中，微透镜1904可以包括多个高度抛光的并且切入光导1806的底侧的半球或切口。因为光导1806的表面高度抛光，所以由于在没有向上反射进入输出环1810的情况下的内部全反射(TIR)，大多数光将继续沿光导1806的透射部分1906向下移动。微透镜破坏了TIR，并导致光在整个透射部分1906的长度上以均匀的方式离开光导1806。
可以使用激光蚀刻在光导1806的底表面中形成微透镜1904。在其他实施例中，可以使用金刚石车削来形成微透镜1904。通常，微透镜1904的形状越是球形和被抛光，则越多的光将被适当地反射。在一些实施例中，可以使用激光切割器生成微透镜1904的原型或测试图案。一些实施例可以包括对于在垂直方向上大约1.5mm宽的光导1806大约50微米深的微透镜1904。通常，微透镜1904的尺寸和深度可以与光导1806的垂直宽度成比例。如果它们与光导1806的垂直宽度相比太大，则太多的光可能反射得太早。同时，如果微透镜1904的相对尺寸太小，则在整个透射部分1906的长度上将没有足够的光被均匀地反射。
微透镜1904可以具有在透射部分1906的整个长度上增加的相对密度。换句话说，光导1806的每单位水平厚度的微透镜1904的数量可以随着透射部分1906远离LED 1802延伸而增加。如在该实施例中所使用的，光导1806的“厚度”是指光导在平行于电路板1801的方向上的水平厚度，而光导1806的“宽度”是指光导在垂直于电路板1801的方向上的垂直宽度。微透镜1904的相对密度可以以不同的方式在透射部分1906中改变。在一些实施例中，当透射部分1906远离LED 1802延伸时，微透镜之间的间隔可以减小。因此，微透镜1904可以在靠近LED 1802处更为分散并且朝向透射部分1906的末端更靠近地布置。在如图19所示的实施例中，微透镜1904可替代地在透射部分1906的整个长度上具有均匀的间隔，但是微透镜1904的相对密度可基于透射部分1906的厚度和渐缩而改变。
在图19的实施例中，较少装有微透镜1904的透射部分1906的最厚部分允许来自LED 1802的光沿透射部分1906的长度向下传播而不向上反射。靠近LED 1802的数量相对较少的微透镜1904仅使一部分光在LED 1802附近向上反射。因为在LED附近该光最强，并且因为来自LED 1802的一些光将最初被从LED1802本身向上引导，所以需要较少的微透镜1904以在LED 1802附近将光向上反射。但是，当光沿着透射部分1906传播时，透射部分1906的厚度的渐缩作用导致光与更多的微透镜1904相交，使均匀的光量被微透镜1904向上反射。这种逐渐增加的密度导致均匀的光量被微透镜1904沿着透射部分1906的长度向上反射。透射部分1906的渐缩和微透镜1904的相对密度的组合产生了从多个分立LED 1802输出的均匀的光环。
图20示出了根据一些实施例的光导1806的顶视图，其中带罩1808被施加到光导1806的顶部。带罩1808可以是遮光带的模切件。在一些实施例中，带罩1808的两侧可以是白色的以反射光，并且带的中间层可以是遮光和/或深色的材料。带罩1808可以具有屏蔽来自输出环1810的LED 1802的初始亮输出的至少一部分的效果。带罩1808的形状可以基于每个单独的实施例容易地进行试验和调整。图20中的带罩1808的形状可以被调整为特定光导1806的形状。
在该实施例中，带罩1808包括在LED 1802周围的切口，该切口被配置为仅使从LED1802发出的足够的光直接向上反射，而不会覆盖输出环1810的该部分。LED1802后面的切口允许一部分间接光从圆圈中的前一个LED向上逸出。每个单独的实施例可以使用带罩1808的不同图案来产生均匀的光环。这可以通过实验来完成。例如，可以应用带罩1808的不同配置，并且可以拍摄光输出的相机图像。可以将光环的光图像划分为多个扇区(例如360个扇区)，并且可以平均每个扇区中的像素。可以生成光强度与围绕光环的旋转角度的图。该图可以精确地示出在每个旋转中的何处需要允许更多的光离开光导1806，以及在何处需要通过带罩1808阻挡更多的光。
图20还示出了光导1806中的搁板2002。搁板2002可以是在光导1806上的一块塑料，其不与透射部分1906的其余部分渐缩。搁板2002可以在透射部分1906的底部上并且可以相对薄，使得仅少量的光向下沿搁板2002行进，而不是被迫压在微透镜1904上。可以在光导1806中形成搁板2002，以为透射部分1906的小的端部部分提供结构支撑。通过使搁板2002相对薄并且在光导1906的底部附近，可以使搁板2002对光穿过微透镜1904时均匀地发射的光的影响最小。
图21示出了根据一些实施例的可用作室内成像相机的设备2102。相机设备2102包括用于定位相机设备2102的头部单元2108的方向的支架2106。头部单元2108可以包括包括盖2110的正面。盖2110可以包括用于麦克风的孔或窗口、红外线(IR)照明器、相机传感器组件本身、环境光传感器和/或其他相机部件。围绕盖2110的外围，相机设备2102可以包括均匀的光环2104。与本文中描述的其他光环一样，光环2104可以是基本上圆形的形状，并且可以从多个分立LED产生均匀的光环。光环2104可用于在记录时照明相机设备2102的视场，以及为在相机设备2102旁行走的用户提供状态指示器和紧急/方便照明。
图22示出了根据一些实施例的设备2102的代表性相机组件的部件视图。该视图包括由盖元件2110、IR反射器2202、光漫射器2204、光导2210和电路板2214组成的盖元件组件。根据一些实现方式，光漫射器2204包括第一(内部)部分2208和第二(外部)部分2206。内部分2208可以由结构性聚碳酸酯构成。外部分2206对于可见光可以是透明的或半透明的。电路板2214包括IR照明器(例如，IR LED)2218、可见光LED(例如，RGB LED)2220、和环境光传感器2216。LED 2220可以包括6个侧面发射的RGB LED，并且LED 2220可以被配置为单独控制(例如，由相机SoC或处理器控制)。每个LED 2220可以对应于光导2210的一部分。例如，光导2210可以包括与LED 2220-2相对应的第一透射部分2212-1和与LED 2220-3相对应的第二透射部分2212-2。如图22所示，每个LED 2220以顺时针方式定向，并且光导2210包括从LED 2220的位置沿顺时针方向延伸的相应的透射部分。在一些实现方式中，光导2210的每个透射部分以适于防止来自LED 2220的光进入光导2210的其他部分的分段器(例如，吸光物质)结束或由其界定。光导2210的不面向相机前部的一个或多个表面可以涂覆有吸光物质(例如，黑色墨水)或以其他方式处理，以防止来自LED 2220的光在该位置离开光导2210。在一些实施例中，LED 2220还可被定向为非顺时针(例如，逆时针)取向。
在一些实施例中，盖元件2110可以由驻留在相机设备2102的整个正面上的单件式元件(例如，玻璃或塑料透镜)形成。在一些实现方式中，盖元件2110是厚度为1毫米或大约1毫米(即25％以内)的一体式保护玻璃。可以将光吸收涂层(例如，膜或墨水)和抗反射涂层添加到盖元件2110的背面以防止光散射。该涂层可以位于用于IR照明的区域和图像传感器入口之间，全部位于同一盖元件上。在一些实施例中，涂层包括在所有波长的光上均吸收光的光滑的无光墨水。
在一些实施例中，盖元件2110的第一部分可以涂覆有适于吸收可见光和IR光的不透明膜。在一些实现方式中，膜是墨水。盖元件2110的第二部分(例如，对应于IR照明器2218)可以涂覆有适于吸收可见光的IR透明膜(例如，对可见光不透明或半透明)。盖元件2110的第三部分可以涂覆有半透明的膜(例如，对于IR和/或可见光是半透明的)，第三部分对应于状态照明器和/或环境光传感器。在一些实现方式中，盖元件2110可以涂覆有抗反射涂层。例如，盖元件2110可以首先用薄膜涂覆，然后在薄膜的顶部上涂覆抗反射涂层。可以将涂层施加到盖元件2110的内表面。在一些实施例中，可以将至少一种涂层施加到盖元件2110的外表面。盖元件2110可以具有施加在内外表面上两者的抗反射涂层。盖元件2110可以包括不透明涂层，以防止或基本上防止来自电路板2214的光进入图像传感器。一个或多个涂层包括适合于吸收而不是散射光的光滑墨水，诸如适于吸收可见光和IR光的不透明墨水。一个或多个涂层也可以适于吸收至少99％的光。例如，不透明涂层可以适于吸收至少99％的可见光和IR光。涂层中的一个或多个可以包括适于散射光的粗糙墨水，可以经由气相沉积、经由薄膜沉积、经由图案印刷工艺和/或经由喷涂工艺来施加。
电路板2214包括多个LED 2220和用于给LED 2220供电和/或操作的电路。光导2210可适于将来自LED 2220的光导出相机设备2102的面部。光导2210还可以适于防止来自LED 2220的光进入相机设备2102的图像传感器组件。光导2210还可以适于以基本上均匀的方式散布来自LED 2220的光，使得通过盖2110的输出看起来像是均匀的光环。光导2210可以由透明材料例如聚碳酸酯材料构成。光导2210可包括下面将进一步讨论的多个微透镜，以使LED 2220折射并防止光进入相机设备2102的图像传感器组件。光导2210可适于从照明器给用户提供更均匀的颜色和光输出。如上所述，光导2210包括多个透射部分2212，每个部分对应于LED 2220。每个透射部分2212可以包括一个或多个布置在每个透射部分2212之间的光吸收元件(例如，黑色贴纸)，以防止光从一个LED 2220和透射部分2212组合泄漏到另一透射部分2212。
光漫射器2204可以包括两个或更多个部分(例如，内部分和外部分)。光漫射器2204适于漫射来自LED 2220的光。光漫射器2204还可适于将来自LED 2220的光导向光漫射器2204顶部上的基本上圆形的输出表面。电路板2214(和诸如光导2210和/或光漫射器2204的相应的元件)使圆形彩色(或白色)光从相机设备2102的前面发出，作为均匀的光环。光环可以环绕相机设备2102的所有或基本上所有元件，诸如图像传感器组件、IR照明器2218、环境光传感器2216、状态LED和麦克风孔。在一些实现方式中，光环可以以非圆形的形状布置，诸如正方形、椭圆形或多边形，其在形状周围产生均匀的光图案。
光环(和相应的元件)可以操作以指示相机设备2102、智能家居环境之内或之外的另一设备(例如，另一直接或间接通信耦合至相机设备2102的设备)的状态和/或整个连接的智能家居环境(例如，系统状态)。光环(和相应的元件)可以使不同的颜色和/或动画显示给用户，以指示这种不同的状态。
图23示出了根据一些实施例的光导2210的视图。如以上针对小键盘设备1702所述，光导2210包括多个切口2304，其尺寸被设置为接收电路板2214上的LED 2220。每个LED2220可与光导2210的后续透射部分2212相关联。如上所述，当透射部分2212远离其相应的LED 2220延伸时，光导的每个透射部分可具有渐缩的厚度。再次，“厚度”是指在平行于电路板2214的方向上的透射部分2212的水平厚度。该渐缩效果允许更多的来自LED 2220的光沿透射部分2212的长度向下传播，从而使光可以在透射部分2212的整个长度上均匀地向上反射。
如上所述，透射部分2212可以包括多个微透镜2302。微透镜可以被布置为使得当透射部分2212远离LED 2220延伸时，微透镜的相对密度增加。在该实施例中，使用至少两种不同的技术来增加微透镜2302的相对密度。首先，透射部分2212的厚度的渐缩用来增加透射部分2212的每单位厚度的微透镜的密度。其次，微透镜2302被分成具有不同密度的至少两个不同部分。微透镜2302-1的第一部分可以比在透射部分2212中远离LED 2220的微透镜2302-2的第二部分更紧密地间隔开。这两个部分仅作为示例，并不意味着限制而示出。其他实施例可以使用多于微透镜2302的两个部分，每个部分具有不同的间隔和密度。
为了将一个透射部分2212与其他透射部分隔离，每个透射部分2212的端部可以包括反射/黑色贴纸2306。贴纸2306的指向先前透射部分2212的一侧可以包括吸收任何将否则延伸超出透射部分2212末端的光的黑色吸收表面。没有贴纸2306，来自前一个LED 2220的光可能渗入下一个LED 2220区域，从而导致每个LED周围的区域在可见光环上显得更亮。贴纸2306的面向LED 2220的另一侧可以是反射表面或黑色表面，这取决于LED 2220上方的光环的外观是太亮还是太暗。可以对每个单独的实施例做出该决定。
图24示出了作为均匀的光环，当光从LED被引导到设备2102的外部时，组装的设备2102的截面图。随着光被图23中描述的微透镜向上反射，光通过光导2110的顶表面离开光导2110，该顶表面可以被认为是基本上圆形的输出表面2404。在离开基本上圆形的输出表面2404之后，光穿过光漫射器2204并且朝向设备2102的壳体2402的倾斜部分被水平地反射出光漫射器。因此，用户可以观察到围绕设备2102的盖的外部输出的反射光。
在前面的描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以便提供对本发明的各种实施例的透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，可以在没有这些具体细节中的一些的情况下实践本发明的实施例。在其他实例中，以框图形式示出了公知的结构和设备。
前述描述仅提供示例性实施例，并且不旨在限制本公开的范围、适用性或配置。相反，示例性实施例的前述描述将为本领域技术人员提供支持用于实现示例性实施例的描述。应当理解，在不脱离所附权利要求书所阐述的本发明的精神和范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。
在前面的描述中给出了具体细节以提供对实施例的透彻理解。然而，本领域的普通技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践实施例。例如，电路、系统、网络、过程和其他部件可能已经以框图形式被示出为部件，以便在不必要的细节上不模糊实施例。在其他情况下，可能已经示出了公知的电路、过程、算法、结构和技术而没有不必要的细节，以避免使实施例晦涩难懂。
另外，应当注意，各个实施例可能已经被描述为被描绘为流程图、作业图、数据流程图、结构图或框图的过程。尽管流程图可能将操作描述为顺序过程，但是许多操作可以并行或同时执行。另外，可以重新安排操作顺序。其操作完成后会终止过程，但可能会有图中未包含的其他步骤。过程可以对应于方法、函数、过程、子例程、子程序等。当过程对应于函数时，其终止可以对应于该函数返回到调用函数或主函数。
术语“计算机可读介质”包括但不限于便携式或固定存储设备、光学存储设备、无线信道以及能够存储、包含或携带指令和/或数据的各种其他介质。代码段或机器可执行指令可以表示过程、功能、子程序、程序、例程、子例程、模块、软件包、类或指令、数据结构或程序语句的任意组合。可以通过传递和/或接收信息、数据、自变量、参数或存储器内容，将代码段耦合到另一代码段或硬件电路。信息、自变量、参数、数据等可以经由包括存储器共享、消息传递、令牌传递、网络传输等的任何合适的方式传递，转发或传输。
此外，可以通过硬件、软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言或其任意组合来实现实施例。当以软件、固件、中间件或微代码实现时，可以将执行必要任务的程序代码或代码段存储在机器可读介质中。处理器可以执行必要的任务。
在前述说明书中，参考本发明的特定实施例描述了本发明的各方面，但是本领域技术人员将认识到，本发明不限于此。上述发明的各种特征和方面可以单独或共同使用。此外，在不背离本说明书的更广泛的精神和范围的情况下，实施例可以在本文所述之外的任何数量的环境和应用中使用。因此，说明书和附图被认为是说明性的而不是限制性的。
另外，出于说明的目的，以特定顺序描述了方法。应当理解，在替代实施例中，可以以与所描述的顺序不同的顺序来执行方法。还应当理解，上述方法可以由硬件部件执行，或者可以以机器可执行指令的序列来体现，所述机器可执行指令可以用于引起机器，诸如通用或专用处理器或用指令编程的逻辑电路执行这些方法。这些机器可执行指令可以存储在一个或多个机器可读介质上，诸如CD-ROM或其他类型的光盘、软盘、ROM、RAM、EPROM、EEPROM、磁卡或光卡、闪存或适用于存储电子指令的机器可读介质的其他类型。可替代地，可以通过硬件和软件的组合来执行所述方法。

Claims (38)

1.一种用于智能家居设备的光环组件，所述光环组件包括：
多个发光二极管LED；
光导，其中所述光导包括：
容纳所述多个LED的多个切口；
在所述多个切口之间的多个透射部分，其中，随着所述透射部分远离所述多个切口延伸，所述透射部分的厚度渐缩；以及
耦合至所述光导的光罩，其中，随着所述光罩远离所述多个切口中的一个切口延伸，所述光罩的宽度渐缩；以及
输出表面，所述输出表面接收通过所述多个透射部分从所述多个LED发射的光，其中所述输出表面是基本上圆形的。
2.根据权利要求1所述的光环组件，其中，所述输出表面的光输出是基本均匀的。
3.根据权利要求1所述的光环组件，其中，所述多个LED由两个LED组成。
4.根据权利要求1所述的光环组件，其中，所述光罩包括美拉带，所述美拉带粘附到所述光导的外表面。
5.根据权利要求1所述的光环组件，其中，所述光罩被耦合至所述光导的至少部分地直接在所述多个切口中的一个切口的上方的部分。
6.根据权利要求1所述的光环组件，其中，所述智能家居设备包括第一反射表面，其中，从所述光环组件的所述输出表面发射的光在离开所述智能家居设备之前从所述第一反射表面反射出去。
7.根据权利要求6所述的光环组件，其中，所述智能家居设备包括第二反射表面，其中，从所述第一反射表面反射出去的光在离开所述智能家居设备之前从所述第二反射表面反射出去。
8.根据权利要求1所述的光环组件，其中，所述多个切口围绕所述光导以圆形图案均匀地分布。
9.一种生成在智能家居设备中的均匀光环的方法，所述方法包括：
从多个发光二极管LED生成光；
在光导处接收来自所述多个LED的光，其中所述光导包括：
容纳所述多个LED的多个切口；
所述多个切口之间的多个透射部分；以及
耦合至所述光导的光罩，其中，随着所述光罩远离所述多个切口中的一个切口延伸，所述光罩的宽度渐缩；
沿所述多个透射部分向下引导光，其中，随着所述透射部分远离所述多个切口延伸，所述透射部分的厚度渐缩，以及
从所述光导的输出表面发射光，其中所述输出表面基本上是圆形的。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述多个LED是侧面发射LED。
11.根据权利要求10所述的方法，所述多个透射部分以基本上圆形的形状在所述多个切口中的每个切口之间延伸。
12.根据权利要求9所述的方法，其中，所述多个LED是顶部发射LED。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述多个透射部分平行于从所述顶部发射LED发射的光而延伸。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述多个透射部分具有扇形形状。
15.根据权利要求9所述的方法，其中，所述智能家居设备进一步包括漫射环，来自所述输出表面的光在离开所述智能家居设备之前通过所述漫射环被漫射。
16.根据权利要求9所述的方法，其中，所述智能家居设备包括摄像机。
17.根据权利要求9所述的方法，其中，所述智能家居设备包括安全系统的运动传感器。
18.根据权利要求9所述的方法，其中，所述光导进一步包括在所述多个透射部分中的多个微透镜。
19.一种用于智能家居设备的光环组件，所述光环组件包括：
多个发光二极管LED；
光导，其中所述光导包括：
容纳所述多个LED的多个切口；以及
所述多个切口之间的多个透射部分；
在所述多个透射部分中的多个微透镜，其中，随着所述透射部分远离所述多个切口延伸，所述微透镜在所述透射部分的厚度上的相对密度增加，以及其中，所述透射部分的厚度正交于所述透射部分远离所述多个切口延伸的方向；以及
输出表面，所述输出表面接收通过所述多个透射部分从所述多个LED发射的光，其中所述输出表面是基本上圆形的。
20.根据权利要求19所述的光环组件，其中，所述输出表面的光输出是基本均匀的。
21.根据权利要求19所述的光环组件，其中，所述多个LED由两个LED组成。
22.根据权利要求19所述的光环组件，进一步包括耦合到所述光导的光罩。
23.根据权利要求22所述的光环组件，其中，所述光罩包括美拉带，所述美拉带粘附到所述光导的外表面。
24.根据权利要求22所述的光环组件，其中，所述光罩被耦合至所述光导的至少部分地直接在所述多个切口中的一个切口的上方的部分。
25.根据权利要求22所述的光环组件，其中，随着所述光罩远离所述多个切口中的一个切口延伸，所述光罩的宽度渐缩。
26.根据权利要求19所述的光环组件，其中，所述智能家居设备包括第一反射表面，其中，从所述光环组件的输出表面发射的光在离开所述智能家居设备之前从所述第一反射表面反射出去。
27.根据权利要求26所述的光环组件，其中，所述智能家居设备包括第二反射表面，其中，从所述第一反射表面反射出去的光在离开所述智能家居设备之前被所述第二反射表面反射出去。
28.根据权利要求19所述的光环组件，其中，所述多个切口围绕所述光导以圆形图案均匀地分布。
29.一种生成在智能家居设备中的均匀光环的方法，所述方法包括：
从多个发光二极管LED生成光；
在光导处接收来自所述多个LED的光，其中所述光导包括：
容纳所述多个LED的多个切口；
所述多个切口之间的多个透射部分；以及
在所述多个透射部分中的多个微透镜，其中，随着所述透射部分远离所述多个切口延伸，所述微透镜在所述透射部分的厚度上的相对密度增加，以及其中，所述透射部分的厚度正交于所述透射部分远离所述多个切口延伸的方向；以及
沿所述多个透射部分向下引导光；以及
从所述光导的输出表面发射光，其中所述输出表面基本上是圆形的。
30.根据权利要求29所述的方法，其中，所述多个LED是侧面发射LED。
31.根据权利要求30所述的方法，所述多个透射部分以基本上圆形的形状在所述多个切口中的每个切口之间延伸。
32.根据权利要求29所述的方法，其中，所述多个LED是顶部发射LED。
33.根据权利要求32所述的方法，其中，所述多个透射部分平行于从所述顶部发射LED发射的光而延伸。
34.根据权利要求33所述的方法，其中，所述多个透射部分具有扇形形状。
35.根据权利要求29所述的方法，其中，所述智能家居设备进一步包括漫射环，来自所述输出表面的光在离开所述智能家居设备之前通过所述漫射环被漫射。
36.根据权利要求29所述的方法，其中，所述智能家居设备包括摄像机。
37.根据权利要求29所述的方法，其中，所述智能家居设备包括安全系统的运动传感器。
38.根据权利要求29所述的方法，其中，随着所述透射部分远离所述多个切口延伸，所述透射部分的厚度渐缩。
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