CN210444545U - 灯 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例涉及一种灯。该灯包括光传感器和控制器，光传感器包括：光敏元件，其适于感测环境光，以及可调量程模块，其耦合至所述光传感元件，并且可操作以用于调节所述光传感器的量程；控制器耦合至所述可调量程模块，并且被配置成响应于所述灯内的光源的亮灭状态，而经由所述可调量程模块来调节所述光传感器的量程。根据本公开的灯，光传感器的量程可以根据光源的亮灭状态有所变化，这使得本公开的灯可以兼顾低环境照度水平下的高分辨率和高环境照度水平下的宽量程检测，这有利地提高了灯(譬如小夜灯)的操控性能。

Description

灯

技术领域

本公开的各实施例涉及照明领域，更特别地涉及一种具有可调光传感器量程的灯，尤其是小夜灯。

背景技术

小夜灯广泛地应用于居室、楼道、过道以及卧室等，以方便用户的夜间照明，其通常至少包括用于感测环境光照明水平的光传感器。在一些应用场景中，一旦光传感器判断环境光照明水平低于特定阈值(即，低环境照度水平)，则小夜灯会自动点亮。

此外，小夜灯还可以包括除光传感器之外的诸如运动传感器等的其他传感器，由此控制器可以结合光传感器和其他传感器一起实现对小夜灯开/关的控制。例如，可以在光传感器检测到低于特定阈值以及由运动传感器检测到人为活动的同时，小夜灯才点亮，这样可以节省小夜灯的无谓功耗。

然而，目前的小夜灯已知在仅顾及光传感器在低环境照度水平下的高分辨率(此时，光传感器具有“窄量程”)的情况下，并不能通过判断环境照度水平来自动地熄灭小夜灯。同样的问题也可能存在于小夜灯之外的其他具有类似光传感器的灯。

实用新型内容

本公开所要解决的技术问题之一至少在于解决上述灯不能通过判断环境照度水平来自动地熄灭的问题。

为此，在此提供了一种灯。该灯包括光传感器和控制器，光传感器包括：光敏元件，其适于感测环境光，以及可调量程模块，其耦合至所述光传感元件，并且可操作以用于调节所述光传感器的量程；控制器耦合至所述可调量程模块，并且被配置成响应于所述灯内的光源的亮灭状态，而经由所述可调量程模块来调节所述光传感器的量程。

根据本公开的灯，光传感器的量程可以根据光源的亮灭状态有所变化，这使得灯内的光传感器可以兼顾低环境照度水平下的高分辨率和高环境照度水平下的宽量程检测，这有效地提高了灯(譬如小夜灯)的操控性能。

在一些实施例中，所述控制器被配置成响应于所述光源处于熄灭状态，而将所述光传感器的量程设置成第一量程；以及响应于所述光源处于点亮状态，而将所述光传感器的量程设置成第二量程，其中所述第二量程的范围大于第一量程的范围。在该些实施例中，第一量程可以为窄量程，当光源处于熄灭状态时，光传感器具有窄量程可以更为有效地感测环境照度水平的变化；而第二量程可以为宽量程，当光源处于点亮状态时，光传感器具有宽量程可以有助于更为有效地识别出除灯自身所发出的光的其他灯具所发出的光，进而可以在有其他灯具发光的情况下自动熄灭。

在一些实施例中，灯还可以包括耦合至所述控制器的运动传感器，所述控制器还被配置成在所述光传感器处于所述第一量程的状态下，响应于所述运动传感器的信号而点亮灯。在该些实施例中，灯可以允许结合光传感器以及运动传感器两者来实现对灯内的光源的控制

在一些实施例中，所述控制器还被配置成在所述光传感器处于所述第二量程的状态下，响应于所述光传感器产生的传感器信号超过第二阈值，而熄灭所述光源，其中所述第二阈值处于所述第一量程的范围之外。在该些实施例中，可以根据传感器信号超过对应于高环境照度水平下的第二阈值，来判断当前环境照度水平中是否存在除灯自身所发出的光之外的充足其他灯具所发出的光，由此实现对光源的自动熄灭控制。

在一些实施例中，所述第一阈值对应的环境照度水平小于2lux，以及所述第二阈值对应的环境照度水平大于10lux。在该些实施例中，小于2lux之间的环境照度水平对应于较黑的环境照度，而大于10lux的环境照度水平则对应于诸如吸顶灯、壁灯等其他灯打开时所产生的环境照度。

在一些实施例中，所述可调量程模块包括上拉电阻和第一I/O控制电阻，其中所述第一I/O控制电阻连接在所述光敏元件和所述上拉电阻之间的节点和所述控制器的I/O控制端口之间。

在一些实施例中，所述可调量程模块包括下拉电阻和第二I/O控制电阻，其中所述第二I/O控制电阻连接在所述光敏元件和所述下拉电阻之间的节点和所述控制器的I/O控制端口之间。

在一些实施例中，所述可调量程模块包括可编程增益放大器，所述可编程增益放大器的控制端连接至所述控制器的I/O控制端口。

在上述这些实施例中，可以通过上拉电阻、下拉电阻和可编程增益放大器的方式来实现可调量程模块，并且以结构简单的方式来实现光传感器的量程调整，这不会显著增加电路的复杂性。

在一些实施例中，所述运动传感器包括红外传感器、声音传感器、微波传感器和超声波传感器中的一个或多个。在该些实施例中，这些运动传感器可以用于检测是否有人为活动，从而为光源的操作提供更加精确的控制。

在一些实施例中，所述灯是小夜灯。

应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开实施例的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：

图1示出了传统的小夜灯的典型结构示意图；

图2示出了根据本公开的一个实施例的具有可调光传感器量程的灯的结构示意图；

图3示出了图2所示的实施例的第一示例；

图4示出了图2所示的实施例的第二示例；以及

图5示出了图2所示的实施例的第三示例。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。

为了方便，下面的实施例在一些应用场景中将以小夜灯作为示例进行描述。然而，将会理解，本公开的技术方案并不局限于小夜灯，而是可以适合应用于任何具有光传感器的灯或者照明设备。

如前所述的，小夜灯广泛地应用于居室、楼道、过道以及卧室等，以方便用户的夜间照明。图1示出了传统的小夜灯100’的典型结构示意图。

如图1所示，小夜灯100’例如可以至少包括光传感器10’、控制器20’和光源30’。光传感器10’耦合至控制器20’，并且可以包括光敏元件11’和固定量程模块12’。光敏元件11’例如可以为光电二极管，以用于感测环境光线并且将所感测的光信号转换为电压信号。随后，光敏元件11’所产生的电压信号可以经由固定量程模块12’进行适配(例如，适当放大)，而后向控制器20’发送传感器信号。

控制器20’耦合至光源30’，并且可以根据所接收的传感器信号值(例如，经数字转换的ADC值)是否大于预先设定的第一阈值，而执行对光源30’的控制操作(例如，点亮或熄灭操作)。第一阈值水平通常可以设定为对应于较低的环境照度水平。

通常，人们还期望控制器20’能够预设与高环境照度水平相关的第二阈值，以使得在所获得传感器信号大于第二阈值时，可以自动熄灭光源，以避免小夜灯的无谓功耗。

然而，发明人注意到上述传统小夜灯所面对的一个现实情况是：为了实现对低环境照度水平的灵敏感测，光传感器的量程必须设置地足够窄(“窄量程”)，以保证光传感器在低环境照度水平的场景下具有高分辨率，但这却使得设置与足够高环境照度水平相对应的第二阈值成为不可能。

举例而言，为了实现低环境照度水平下的光传感器的高分辨率，小夜灯的光传感器的量程(或检测范围)可以被设计为例如0～3lux(窄量程)，其中第一阈值可以设置为例如1lux。在这种窄量程的情况下，一旦环境光的照度水平(例如，15lux，20lux)超过3lux，那么光传感器将仅会输出一个极限固定值(例如ADC值)。由于小夜灯本身的照度水平通常大于3lux，而其他灯具(诸如吸顶灯)本身的照度水平也通常大于3lux，这导致的后果是：即便设置接近于极限固定值的第二阈值，控制器也难以判断当前的大于3lux的照度水平是由于小夜灯本身的照度水平造成的，还是其他灯具(诸如吸顶灯)所产生的照度水平造成的。

因此，传统小夜灯的一个问题是：在仅顾及光传感器在低环境照度水平下的高分辨率(此时，光传感器具有“窄量程”)的情况下，当诸如吸顶灯的其他灯具打开时，传统小夜灯并不能通过预设第二阈值以及通过判断环境照度水平大于第二阈值来自动地熄灭小夜灯。

为了解决上述技术问题，在此提出的各个实施例的构思在于：经由可调量程模块来改变光传感器的量程，以配合灯在不同环境照度水平下的阈值设置需求。特别地，可以根据灯的亮灭状态来触发可变量程的切换，例如在灯灭时切换至窄量程，以保证在灯灭时对低环境照度水平的灵敏感应，而在灯亮时切换至宽量程，以保证在高环境照度水平的宽范围感应，并且在宽量程的情况下，设置与高环境照度水平相关的第二阈值。

图2示出了根据本公开的一个实施例的具有可调光传感器量程的灯的结构示意图。

如图2所示，灯100可以包括光传感器10、控制器20和光源30，其中光传感器10和光源30分别耦合至控制器20。

在一些实施例中，控制器20例如可以为数字类型的微控制器(MCU)，其适于将所接收的传感器信号转换为数字信号，并且基于数字信号进行控制操作；而在其他实施例中，控制器20也可以为模拟类型的控制器，其适合基于模拟信号进行控制操作。

然而，与图1有所不同的是，光传感器10可以包括光敏元件11和可调量程模块12。例如，光敏元件11可以为光电二极管，以便感测环境的光线并且将所感测的光信号转换为电压信号。随后，光敏元件11所产生的电压信号可以经由可调量程模块12进行适配(例如，适当放大)，而后向控制器20发送传感器信号。

可调量程模块12的作用是可操作以用于调整光传感器的量程。为此，可调量程模块12耦合至控制器20，并且适于从控制器20接收量程控制信号，以便实现对光传感器的量程的调整。

在一些实施例中，控制器20可以响应于光源30(或灯)的亮灭，而经由可调量程模块12来实现对光传感器10的量程的调整。例如，控制器20可以响应于光源处于熄灭状态，而将光传感器10的量程调整为第一量程；以及响应于光源处于点亮状态，而将光传感器10的量程调整为第二量程。上述不同量程的切换有助于灯100实现在不同的环境光照度水平下的灵敏检测，并且可以由此帮助对光源的开关控制。

在一些实施例中，第一量程可以为窄量程，以便充分保证光传感器在低环境照度水平下的分辨率。在第一量程例如为0～3lux的窄量程的情况下，可以设置与一定黑暗程度的环境照度水平相对应的第一阈值，例如小于2lux，特别地小于1lux或0.5lux。

在一些实施例中，在第二量程可以宽量程，例如，0～20lux，以用于提供设置与一定明亮程度的环境照度水平相对应的第二阈值(例如，10lux～20lux之间的值)的空间，其中第二阈值可以远大于第一阈值，并且在第一量程的范围之外，例如第二阈值可以大于10lux、15lux或者20lux。

控制器20耦合至光源30，并且可以用于控制光源30的操作。在一些实施例中，控制器20可以被配置成响应于所接收的传感器信号值(例如，经数字转换的ADC值)低于第一阈值，而控制光源30点亮；而在光源30点亮的状态下，控制器20可以被配置成响应于所接收的传感器信号值(例如，经数字转换的ADC值)大于第二阈值，而控制光源30熄灭。

在一些实施例中，灯100还可以包括运动传感器(未示出)，后者可以耦合至控制器20以及光源30。仅作为示例，运动传感器可以包括声音传感器、红外传感器、微波传感器、超声波传感器等中的一个或多个。

在灯100包括运动传感器或其他传感器的实施例中，控制器20还可以被配置成例如在低环境照度水平的场景下，响应于所接收的传感器信号值(例如，ADC值)低于第一阈值，而启用运动传感器。随后，一旦运动传感器检测到人为活动信号(例如，走动所产生的声音信号、人体所辐射的红外信号等)，即可以向控制器20发送信号，以促使控制器20点亮光源30。将会理解，运动传感器的使用可以避免在没有人活动的情况下就点亮光源，这节约了功耗。这在小夜灯由电池供电的情况下是特别有利的。

以上总体描述了光传感器的可变量程功能以及对应的控制器对光源的操作，这些功能和操作可以很好地满足用户对诸如小夜灯之类的灯的所期望的控制，即：例如，在黑暗状态下，可以敏感地响应于一定黑暗程度的环境照度水平，而直接点亮小夜灯，或者启动运动传感器或者其他传感器；随后，依赖于运动传感器或者其他传感器的检测信号，而点亮小夜灯。而在小夜灯已经点亮的状态下，如果检测到其他灯具的光所造成的环境照度水平有所改善的情况下，可以自动地关闭小夜灯，从而节省小夜灯的功耗。这特别地对于由电池进行供电的小夜灯是特别有利的。

图3示出了图2所示的实施例的第一示例，其中可调量程模块12通过I/O控制的下拉电阻的方式进行实现。

如图3所示，可调量程模块12可以包括下拉电阻121和第一I/O控制电阻122。下拉电阻121的一端接地，另一端连接至光敏元件11的输出。第一I/O控制电阻122连接在下拉电阻121和第一I/O控制电阻122之间的节点123和控制器20的I/O1端口之间。

在该第一示例中，控制器20可以通过设置I/O1端口的状态，来向可调量程模块12提供量程控制信号。例如，控制器20可以通过将I/O1端口设置在低电平状态，来调节可调量程模块12的阻值来获得光传感器10的宽量程。又例如，控制器20可以通过将I/O1端口设置在高阻态状态，来调节可调量程模块12的阻值来获得光传感器10的窄量程。

从以上描述的结构可知，通过I/O控制的下拉电阻的方式来实现可调量程模块12的电路是非常简洁的，这有效地降低了电路的复杂性并且不会显著增加光传感器的成本。

图4示出了图2所示的实施例的第二示例，其中可调量程模块12可以通过I/O控制的上拉电阻的方式进行实现。

如图4所示，可调量程模块12可以包括上拉电阻131和第二I/O控制电阻132。上拉电阻131的一端接供电端Vcc，另一端连接至光敏元件11的输出。第二I/O控制电阻132连接在上拉电阻131和第二I/O控制电阻132之间的节点133和控制器20的I/O1控制端口之间。

在该第二示例中，控制器20同样地可以通过设置I/O1控制端口的状态，来向可调量程模块12提供量程控制信号。例如，控制器20可以通过将I/O1端口设置在高电平状态，来调节可调量程模块12的阻值来获得光传感器10的宽量程。又例如，控制器20可以通过将I/O1控制端口设置在高阻态状态，来调节可调量程模块12的阻值来获得光传感器10的窄量程。

类似地，从以上描述的结构可知，通过I/O控制的上拉电阻的方式来实现可调量程模块12的电路也是非常简洁的，这也有效地降低了电路的复杂性并且不会显著增加光传感器的成本。

图5示出了图2所示的实施例的第三示例，其中可调量程模块12通过可编程增益放大器141来实现。

如图5所示，可调量程模块12包括可编程增益放大器141以及接地电阻142，其中可编程增益放大器141连接在光敏元件11的输出端143和控制器20的模数转换端口(或ADC端口)之间。此外，可编程增益放大器141的控制端子146连接至控制器20的I/O1控制端口。

在该第三示例中，可调量程模块12可以经由可编程增益放大器141的输出端将传感器信号发送至控制器20的ADC端口。另外，控制器20可以经由I/O1控制端口向可编程增益放大器141的控制端子146发送量程控制信号，以调整可编程增益放大器141的增益系数，从而实现光传感器10的量程的调节。

类似地，从以上描述的结构可知，通过可编程增益放大器141的方式来实现可调量程模块12的电路也是非常简洁的，这也有效地降低了电路的复杂性并且不会显著增加光传感器的成本。

尽管上面以I/O控制的上拉电阻、下拉电阻以及可编程增益放大器141这三种方式示例性地描述了可调量程模块12的实现，但是将会理解，这三种方式均仅仅是示意性，其并不对可调量程模块的实现构成任何限制。在实践中，本领域技术人员可以采用各种方法来实现本公开所要求的可调量程模块，包括但不限于任何可以改变可调量程模块的阻抗的方法，所有通过这些方法实现的可调量程模块均在本公开所要求保护的范围之内。此外，尽管上面描述的光传感器、控制器和光源三者以分立模块的形式出现，但在其他实施例中，光传感器、控制器和光源三者中的至少二者可以集成在同一个模块中。仅作为示例，光传感器和控制器两者例如可以以分立模块的形式布置在同一块电路板上。

虽然已经在附图和前述描述中详细说明和描述了本实用新型，但这些说明和描述应被认为是说明性的或示例性的而不是限制性的；本实用新型不限于所公开的实施例。本领域技术人员在实践所请求保护的发明中，通过研究附图、公开和所附权利要求可以理解并且实践所公开的实施例的其它变体。

在权利要求中，词语“包括”并不排除其它元件，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个元件或其它单元可以满足在权利要求中阐述的多个项目的功能。仅在互不相同的实施例或从属权利要求中记载某些特征的仅有事实，并不意味着不能有利地使用这些特征的组合。在不脱离本申请的精神和范围的情况下，本申请的保护范围涵盖在各个实施例或从属权利要求中记载的各个特征任何可能组合。

在权利要求中的任何参考标记不应被理解为限制本实用新型的范围。

Claims (11)

1.一种灯(100)，其特征在于，包括：

光传感器(10)，包括：

光敏元件(11)，其适于感测环境光，以及

可调量程模块(12)，其耦合至所述光敏元件(11)，并且可操作以用于调节所述光传感器(10)的量程；以及

控制器(20)，其耦合至所述可调量程模块，并且被配置成响应于所述灯内的光源(30)的亮灭状态，而经由所述可调量程模块(12)来调节所述光传感器的量程。

2.根据权利要求1所述的灯，其特征在于，所述控制器(20)被配置成响应于所述光源(30)处于熄灭状态，而将所述光传感器的量程设置成第一量程；以及响应于所述光源(30)处于点亮状态，而将所述光传感器的量程设置成第二量程，其中所述第二量程的范围大于第一量程的范围。

3.根据权利要求2所述的灯，其特征在于，还包括耦合至所述控制器(20)的运动传感器，

所述控制器(20)还被配置成在所述光传感器(10)处于所述第一量程的状态下，响应于所述运动传感器的信号而点亮所述灯。

4.根据权利要求2或3所述的灯，其特征在于，所述控制器(20)还被配置成在所述光传感器处于所述第一量程的状态下，响应于所述光传感器产生的传感器信号低于第一阈值，而点亮所述光源。

5.根据权利要求4所述的灯，其特征在于，所述控制器(20)还被配置成在所述光传感器处于所述第二量程的状态下，响应于所述光传感器产生的传感器信号超过第二阈值，而熄灭所述光源，其中所述第二阈值处于所述第一量程的范围之外。

6.根据权利要求5所述的灯，其特征在于，所述第一阈值对应的环境照度水平小于2lux以及所述第二阈值对应的环境照度水平大于10lux。

7.根据权利要求1所述的灯，其特征在于，所述可调量程模块包括上拉电阻(131)和第一I/O控制电阻(132)，其中所述第一I/O控制电阻(132)连接在所述光敏元件和所述上拉电阻之间的节点(133)和所述控制器的I/O控制端口(I/O1)之间。

8.根据权利要求1所述的灯，其特征在于，所述可调量程模块包括下拉电阻(121)和第二I/O控制电阻(122)，其中所述第二I/O控制电阻(122)连接在所述光敏元件和所述下拉电阻之间的节点(123)和所述控制器的I/O控制端口(I/O1)之间。

9.根据权利要求1所述的灯，其特征在于，所述可调量程模块(12)包括可编程增益放大器(141)，所述可编程增益放大器的控制端(146)连接至所述控制器的I/O控制端口(I/O1)。

10.根据权利要求3所述的灯，其特征在于，所述运动传感器包括红外传感器、声音传感器、微波传感器和超声波传感器中的一个或多个。

11.根据权利要求1-3、5-9和10中任一项所述的灯，其特征在于，所述灯是小夜灯。

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