DE60005637T2

DE60005637T2 - Lichtkontrolsystem mit kabellosem sensor

Info

Publication number: DE60005637T2
Application number: DE60005637T
Authority: DE
Inventors: Ihor Wacyk
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1999-08-10
Filing date: 2000-07-28
Publication date: 2004-08-05
Anticipated expiration: 2020-07-29
Also published as: DE60005637D1; EP1118252A1; JP2003506838A; EP1118252B1; JP5079196B2; CN1327707A; WO2001011926A1; US6340864B1; CN1237850C

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf eine Beleuchtungsregelung. Im Besonderen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Beleuchtungsregelungssystem mit einem drahtlosen, integrierten Schaltkreis, um Licht und/oder eine Besetzung in einem Bereich nachzuweisen.
Wie bekannt, bieten Fluoreszenzlampen im Vergleich zu Glühlampen hohe Energieeinsparungen. Zusätzliche Energieeinsparungen können durch Verwendung von dimmbaren Fluoreszenzlampen-Vorschaltgeräten erreicht werden. Diese Vorschaltgeräte können durch einen Regelkreis des Vorschaltgeräts, welcher die Menge des von der Fluoreszenzlampe erzeugten Lichts reduziert, gesteuert werden. In dieser Hinsicht ist die Erhaltung von Energie bei der Konstruktion von Beleuchtungssystemen stets eine wirtschaftliche und ökologische Überlegung.
Darüber hinaus hat die Stärke und An der Hintergrundbeleuchtung, wie für Fachkundige offensichtlich, einen starken Einfluss auf das, für einen Arbeitsbereich erforderliche, optimale, künstliche Licht. Neben den ergonomischen Aspekten, welche erforderlich sind, um eine adequate Beleuchtung zu ermöglichen, wirkt die Lichtstärke ebenfalls auf die menschliche Physiologie. Es ist allgemein bekannt, dass Beleuchtung den zirkadischen Rhythmus des menschlichen, physiologischen Systems dramatisch beeinträchtigen kann. Infolgedessen ist es wünschenswert, die Stärke des künstlichen Lichts zu regeln, um eine optimale Lichtmenge vorzusehen, s. z. B. US-A-5 648 656, US-A-5 459 376 und US-A-5 237 169, deren Inhalte hier durch Literaturhinweis summarisch eingefügt worden sind.
Es sind Beleuchtungssysteme bekannt, welche die Stärke künstlichen Lichts im Verhältnis zu der Tageslichtstärke in einem Bereich regeln, d. h. verringern oder erhöhen. Im Allgemeinen wird diese Regelung durch den Mangel an adequaten Lichtsensoren zur flexiblen Sammlung von Tageslicht erschwert. Typischerweise sieht die konventionelle Sensortechnologie eine einzelne Fotodiode vor, welche das Licht auf einer Arbeitsfläche erfasst, so dass das Licht entsprechend eingestellt werden kann, um während des Tages einen konstanten Wert aufrechtzuhalten.
Da solche Sensoren Licht von jeder begrenzten Position oder möglicherweise einen Mittelwert über einen vorgegebenen Bereich ermitteln, besteht die Notwendigkeit, die Sensoren sorgfältig zu positionieren und auszurichten. Dieses ist erforderlich, um sicherzustellen, dass die Sensoren adequate und exakte Beleuchtungsdaten ermitteln, so dass während des ganzen Tages eine gewünschte Lichtstärke vorgesehen werden kann.
Des Weiteren ist bei der konventionellen Sensortechnolgoie normalerweise eine unabhängige Einstellung für jeden Einsatz erforderlich, um adequate Ergebnisse zu erzielen. Ein Grund hierfür ist, dass es sich bei typischen Lichtsensoren zum Beispiel um analoge Anordnungen handelt, welche zum Drift und zur Ungenauigkeit neigen.
Neben den oben erörteren Lichtsensoren können, wie in US-Patent 5 489 827, dessen Inhalt hier durch Literaturhinweis summarisch eingefügt worden ist, beschrieben, ebenfalls separate Bewegungssensoren eingesetzt werden, um die Bewegung eines Anwesenden in einem Bereich zu ermitteln. Je nach Anwesenheit oder Abwesenheit eines Bewohners in dem Erfassungsbereich wird eine Lichtquelle „ein-„ oder „ausgeschaltet". Je nach Positionierung des Bewegungssensors kann es jedoch mit Schwierigkeiten verbunden sein, den Anwesenheitszustand innerhalb eines Bereiches festzustellen. Zum Beispiel kann das Gesichtsfeld des Bewegungssensors eingeschränkt oder gestört sein. Überdies kann nach Positionieren des Bewegungssensors eine anschließende Umordnung des Inhalts eines Bereichs (z. B. Mobilar) das Gesichtsfeld beeinträchtigen.
Ein weiterer Nachteil solcher Bewegungssensoren ist, dass diese typischerweise batteriebetrieben sind. Schließlich müssen diese Batterien ausgewechselt werden. Dieses ist nicht nur von der Wartung her unbequem, sondern die Notwendigkeit der Auswechslung ist auch nicht immer ohne Weiteres erkennbar.
Konventionelle Licht- und Bewegungssensoren weisen ebenfalls typischerweise Drahtverbindungen zu der Steuereinheit, z. B. dem Vorschaltgerät, auf. Durch diese Notwendigkeit entstehen zusätzliche Kosten für Installation sowie die zusätzlichen Kosten für die verdrahtete Schnittstelle in dem die Steuereinheit darstellenden Vorschaltgerät, welches aus Sicherheitsgründen isoliert sein muss. Diese fest verdrahteten Sensoren können zusätzlich zu dem, von vielen Vorschaltsystemen (z. B. Philips Vorschaltsysteme) verwendeten, erforderlichen, separafen Infrarotsensor (IR-Sensor) eingesetzt werden, um eine drahtlose Steuerschnittstelle zwischen dem Vorschaltgerät und einem Hand- oder Wand-Fernschaltgerät vorzusehen. Dieser IR-Sensor wird gewöhnlich an der Zimmerdecke in der Nähe der Haltevorrichtung mit einer Drahtverbindung zu dem Vorschaltgerät angebracht, wodurch die Kosten des Gesamtsystems und die Installationszeit erneut erhöht werden.
Eine Verbesserung in der Beleuchtungsregelungstechnologie wurde durch Verwendung mehrerer Lichtsensoren erreicht. In dieser Anordnung sind die Sensoren an einer Steuereinheit befestigt, welche ein, auf den Eingängen von den mehreren Sensoren basierendes Steuersignal erzeugt. Beispielhaft ist nach dem Stand der Technik ein, auf dem Algorithmus mehrerer Sensoreingänge basierendes Vorschaltdimmungssignal zur Regelung einer Lichtquelle bekannt. Diese Art Anordnung resultiert jedoch in komplexen Installations-/Einstellprozeduren und mit hohem Kostenaufwand verbundenen Gerätevorschriften. Darüber hinaus befasst sich diese Anordnung nicht mit den Nachteilen der oben erwähnten, konventionellen Sensortechnologie.
Damit besteht auf diesem Gebiet Bedarf an einem Beleuchtungsregelungssystem, welches eine verbesserte Leistung sowie eine Reduzierung der Kosten, Komplexität und Installations-/Einstellzeit des Systems vorsieht. Ebenso ist es wünschenswert, einen Sensor vorzusehen, welcher nicht mit fest verdrahteten Verbindungen und Stromversorgungen mit begrenzter Lebensdauer versehen ist.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, sich mit den oben erörterten Einschränkungen der konventionellen Beleuchtungsregelungssysteme und Sensortechnologie zu befassen.
Nach einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung weist ein Beleuchtungsregelungssystem eine Lichtquelle mit einer Steuereinheit und einem drahtlosen Empfänger auf. Das System sieht ebenfalls einen Sensor mit einer großen Anzahl Pixel und einem drahtlosen Sender vor, welche durch einen einzelnen integrierten Schaltkreis (IC) gebildet werden. Der Sensor führt der Lichtquelle unter Verwendung des drahtlosen Senders Daten zu, so dass die Steuereinheit die Lichtquelle entsprechend den übertragenen Daten regeln kann.
Es sei erwähnt, dass EP 0 872 817 eine Alarmvorrichtung offenbart, die mit einem Sensor, einer Lichtquelle und einem drahtlosen Sender ausgestattet ist, um einer mobilen Steuereinheit den Zustand zu übermitteln, in welchem sich die Alarmvorrichtung befindet. Ebenfalls sei erwähnt, dass US 4 065 644 ein Schaltsystem offenbart, um eine Anzahl simultaner, jedoch unabhängiger Datenübermittlungsverbindungen zwischen bestimmten Leitungen vorzusehen, wobei eine Anordnung von Fotosensoren vorgesehen ist, welche jeweils mit einer anderen Kommunikationsleitung verbunden sind.
Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf die Verwendung von CMOS-Abbildungstechnologie für den Sensor. Dieses Ausführungsbeispiel ermöglicht das Integrieren von mehreren Funktionen in einen integrierten Schaltkreis (IC). Dieses resultiert im Vergleich zu konventionellen Sensoren in wesentlich geringeren Leistungsanforderungen. Der IC-Sensoraufbau vereinigt in sich eine drahtlose Schnittstelle sowie eine Pixelmatrix zur verbesserten Sammlung von Tageslicht sowie Anwesenheitserfassung. Die Integration dieser Mehrfachfunktionen in einen einzelnen integrierten Schaltkreis resultiert bei dem Beleuchtungsregelungssystem und Sensor in signifikanten Kosteneinsparungen und verringerter (Installations-/Geräte-) Komplexität.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
1 – eine schematische Darstellung eines Raumes gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung;
2 – eine schematische Darstellung, welche Details eines Fernsensors gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
3 – ein Blockschaltbild eines Beleuchtungsregelungssystems gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung.
Bezugnehmend auf 1 weist ein Bereich, wie zum Beispiel ein Raum 10 (von dem ein Teil dargestellt ist), eine Leuchte, wie zum Beispiel eine Lampenvorrichtung 20, einen Sensor 30, eine Arbeitsfläche 40, einen Bewohner 50 sowie eine Fernsteuerungseinheit 60 auf. Die vorliegende Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das in 1 dargestellte Büroumfeld beschränkt, sondern kann in jedem Haushalt oder Gebäuden wie Sportstadien, Flughäfen oder auf Schiffen eingesetzt werden. Es sei erwähnt, dass die Lampenvorrichtung 20 durch eine regelbare Lichtquelle, wie zum Beispiel eine dimmbare Fluoreszenzlampe, dargestellt sein kann.
Der Sensor 30 ist eine selbstständige Vorrichtung, welche gleichzeitig Licht aus verschiedenen Richtungen und Flächen in dem Raum 10 erfasst. Dieses erfolgt, um, im Vergleich zu konventionellen Beleuchtungsregelungsmethoden, welche von dem Messen der Lichtstärke unter Verwendung eines einzelnen oder mehrerer Fotodiodensensoren abhängig sind, eine verbesserte Regelung und ein verbessertes Gleichgewicht der Lichtstärke in dem Raum 10 zu erreichen.
Wie in 2 dargestellt, weist der Sensor 30 vorzugsweise eine CMOS-Pixel-(Abbildungs) Matrix 31 auf. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf CMOS- Technologie beschränkt. Es können auch andere Arten der Logiktechnologie bei geringem Leistungsvberbrauch angewandt werden. Der Sensor 30 weist ebenfalls einen X-Decoder 32, Y-Decoder 33, Analog-Digital-Umsetzer 34, Signalprozessor (DSP) 35, drahtlosen Sender 36 und eine Energiequelle 37 auf. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Pixelmatrix 31 in Zeilen (x-Achse) und Spalten (y-Achse) angeordnet. Selbstverständlich sind weitere Pixelkonfigurationen möglich. X-Decoder 32 und Y-Decoder 33 werden eingesetzt, um ein jeweiliges Pixel aus der Matrix 31 auszuwählen. Der Analog-Digital Umsetzer 34 wandelt die analogen Daten von einem jeweiligen Pixel auf bekannte Weise in digitale Daten um. Der DSP 35 verarbeitet die digitalen Daten zur Übertragung durch den drahtlosen Sender 36. Um eine detailliertere Beschreibung von CMOS-Abbildungssensoren zu erhalten, wird auf US-Patent 5 841 126 verwiesen, dessen Inhalt hier durch Literaturhinweis summarisch eingefügt worden ist.
Im Vergleich zu ladungsträgergekoppelten Bauelementen (CCD), welche vom Stand der Technik her bekannt sind, ermöglichen CMOS-Bildsensoren eine Integration komplexer Signalverarbeitungselektronik auf einem einzelnen IC. Auf diese Weise können CMOS-Bildsensoren eine annähernd gleiche Auflösung aufweisen, während im Vergleich zu CCDs die Leistungsanforderungen wesentlich reduziert werden.
Zu Beleuchtungszwecken wird eine optische Auflösung von mehreren hundert Pixeln für den Sensor 30 vorgezogen. Selbstverständlich kann auch von anderen Auflösungen Gebrauch gemacht werden. Zum Beispiel können CMOS-Bildsensoren Auflösungen von mehreren zehn bis hundertausenden Pixeln (primär für Video- und Kameraeinsätze verwendet) aufweisen. Jedoch resultiert die bevorzugte Auflösung in signifikanten Größen- und Kostenvorteilen für den Sensor 30. Darüber hinaus sieht die Auflösung von Sensor 30 im Vergleich zu den konventionellen Fotodiodensensoren, welche eine Auflösung von einem Pixel bieten, eine wesentliche Verbesserung der Fähigkeit, Licht von verschiedenen Richtungen und Flächen in dem Raum 10 zu erfassen, vor.
Durch diese Auflösung kann der Sensor 30 gleichzeitig Licht von verschiedenen Richtungen und Quellen in dem Raum 10 differenzieren. Dieses Licht kann von verschiedenen Quellen oder Flächen in dem Bereich stammen oder reflektiert werden. Zum Beispiel erfasst der Sensor 30 Licht 11, 12 und 13 von der Arbeitsfläche sowie von Fenstern (d. h. Tageslicht) und Wandflächen in dem Raum 10 (d. h. Hintergrund- oder Umgebungslicht). Diese Informationen werden von dem Sensor 30 gesammelt, so dass, wie unten erörtert, eine optimale Kunstlichtstärke zur Sammlung von Tageslicht bestimmt wer den kann. Zweitens ermöglicht diese Auflösung ebenfalls, dass die Pixehnatrix 31 des Sensors 30 die Bewegung der Anwesenden in dem Raum erfasst, so dass der Sensor 30 ebenfalls als Anwesenheitsdetektor eingesetzt werden kann.
Bei Betrieb sammelt der Sensor 30 Daten in jedem Pixel der Pixelmatrix 31. Diese Daten werden dann von dem Analog-Digital-Umsetzer in eine digitale Form umgewandelt. Die digitalen Daten werden dann von dem DSP 35 verarbeitet/analysiert, um Schlüsselinformationen, wie zum Beispiel sich bewegende Objekte, Lichtstärken von verschiedenen Quellen sowie Identifizierung spezifischer Merkmale, zu entnehmen. Diese Informationen werden dann zur Übertragung durch den drahtlosen Sender 36 von dem DSP 35 formatiert.
Der Sensor 30 kann durch eine Digitalschaltung 38, welche z. B. in dem Analog-Digital-Umsetzer 34 enthalten ist, automatisch kalibriert werden, um Analogfehler, wie zum Beispiel Drift und Offset, zu eliminieren. Die Digitalschaltung 38 kann ebenfalls programmiert werden, um den Sensor 30 an verschiedene Umgebungen und Lichtverhältnisse anzupassen, wodurch sich eine schnelle und störungsfreie Installation ergibt. Darüber hinaus kann der Sensor 30 mehrere vorgegebene Umgebungseinstellungen sowie Betriebsmoden aufweisen, wie z. B.:
Office-window (ein Büro mit Fenstern, in welchem das Umgebungslicht während des Tages erheblich schwanken kann);
Office-no-window (Büro ohne Fenster);
Residential-kitchen (eine Wohnhausküche, in welcher während des Tages helles Licht, bei Nacht jedoch lediglich gerichtete Beleuchtung erforderlich ist, wenn ein Anwesender ermittelt wird (d. h. es kann ein Weg zu dem Kühlschrank für den späten Imbiss vorgesehen werden);
Freq-Fast (ein Modus, in welchem aktualisierte Informationen häufig übertragen werden, um die Kunstlichtstärke in einer sich schnell verändernden Umgebung zu regeln/einzustellen);
Freq-Slow;
Light-Only (ein Modus, in welchem lediglich Lichtstärken erfasst werden);
Occupant-Only;
Light-&-Occupant; sowie
Night-On (ein Modus, in welchem die Lampenvorrichtung 20 sich automatisch einschaltet, wenn kein Tageslicht festgestellt wird oder dieses unter einen vorgegebenen Schwellenwert fällt.
Wie in 3 dargestellt, weist die Lampenvorrichtung 20 eine drahtlose Schnittstelle 21 sowie eine Steuereinheit 22 auf. Die von dem Sensor 30 übertragenen Informationen werden von der drahtlosen Schnittstelle 21 empfangen. Die Steuereinheit 22 verarbeitet dann die Informationen, um die, auf den Raumbeleuchtungsstärken und/oder der Anwesenheit von Personen basierenden, korrekten Steuerinformationen (z. B. Reduzierung oder Zunahme der Lichtleistung) abzuleiten.
Es sei erwähnt, dass Algorithmen (z. B. durch Software oder Firmware implementiert) und Hardware von der Steuereinheit 22 verwendet werden und/oder in diese integriert sind, um die Informationen entsprechend zu verarbeiten. Die Steuereinheit 22 kann Hardware zur Steuerung des Vorschaltgeräts und einen Mikroprozessor zur Durchführung solcher Algorithmen und Funktionen aufweisen.
Die Steuereinheit 22 verarbeitet ebenfalls die von dem Sensor 30 empfangenen Informationen, um von dem Sensor 30 übertragene Informationen entsprechend den verschiedenen, vorgegebenen Einstellungen und Moden zu interpretieren. Es sei ebenfalls erwähnt, dass die Umgebungs- und Moduseinstellungen sich nicht unbedingt gegenseitig ausschließend sind. Es können verschiedene Umgebungs- und Moduseinstellungen zusammen verwendet werden, um das Beleuchtungsregelungssystem den Erfordernissen anzupassen.
Die von dem Sensor übermittelten Informationen sind vorzugsweise in einem komprimierten Digitalformat. Wie Fachkundigen bekannt, können verschiedene Komprimierungsformate verwendet werden. Die Komprimierung reduziert den Übertragungsleistungsverbrauch des Sensors 30. Darüber hinaus werden die Informationen vorzugsweise bei geringer Datenflussrate übertragen, da eine solche Übertragung auf zuverlässige Weise und unter Verwendung geringer Leistung vorgenommen werden kann. Vorzugsweise liegt die maximale Übertragungsdatenflussrate im Bereich von 10kBits/Sekunde oder darunter.
Der Sensor 30 befasst sich durch Integrieren des drahtlosen Senders 36 mit dem Problem der Verdrahtungskosten. Passive oder aktive CMOS-Hochfrequenzsender sind vom Stand der Technik her bekannt und wurden für Verwendungszwecke, wie zum Beispiel Identifizierungsbadges, eingesetzt. Vorzugsweise ist der drahtlose Sender 36 durch einen Hochfrequenzsender mit niedrigem Leistungsverbrauch dargestellt. Ein Hochfrequenzsender mit geringer Reichweite kann auf einem Leistungspegel von einem Milliwatt oder weniger auf zuverlässige Weise arbeiten. Überdies, wenn die Daten in kurzen Folgen periodisch (z. B. jede Sekunde) übertragen werden, kann das niedrige Tastverhältnis den durchschnittlichen Hochfrequenzleistungspegel auf weniger als 100 Mikrowatt reduzieren. Diese Art Hochfrequenzsender sieht eine Nahverbindung (1–2 Meter) zwischen dem Sensor 30 und der Lampenvorrichtung 20 vor. Selbstverständlich können statt Hochfrequenz- auch andere Arten drähtloser Schnittstellen, wie zum Beispiel IR- oder Ultraschallschnittstellen, eingesetzt werden.
Bei Verwenden eines Hochfrequenzsenders mit niedrigem Leistungsverbrauch wird der Sensor 30 in unmittelbarer Nähe der Steuereinheit 22 angeordnet. Zum Beispiel kann der Sensor 30 an der Decke nahe der Lampenvorrichtung 20 angebracht werden. Dann wird die drahtlose Nachrichtenverbindung automatisch hergestellt. Weder eine Verdrahtung noch Bohrlöcher sind in der Decke erforderlich. Darüber hinaus ist die Systemeinstellung schnell und einfach.
Ebenso wird der Sensor 30 bei einer solchen Konfiguration eingesetzt, um lediglich die benachbarte Lampenvorrichtung 20 zu steuern. Dadurch wird eine leichte Regelung der individuellen Beleuchtung bei zellularen Lichtanordnungen ermöglicht. Bei Beleuchtungsvorrichtungen in großen Büroräumen kann auf diese Weise eine gute Tageslichtansammlung erreicht werden, indem die Vorrichtungen in der Nähe der Fenster getrennt von diesen, welche von den Fenstern weiter entfernt sind, reagieren können. Ebenso kann von dem Bewohner 50, der möglicherweise eine andere Regelung der Beleuchtung auf der Arbeitsfläche wünscht, wenn er am Computer arbeitet oder mit Schreibarbeiten beschäftigt ist, eine individuelle Lichteinstellung vorgenommen werden.
Alternativ kann der Sensor 30 Kennungscodes als Teil jedes übermittelten Datenpakets enthalten. Ebenso können in dem Datenpaket weitere Steuer-/Wahlinformationen übermittelt werden. In diesem Ausführungsbeispiel nimmt die Steuereinheit 22 der Lampenvorrichtung 20 nur Datenpakete mit einem bestimmten Code auf. Dadurch kann der Sensor 30 mehrere Lampenvorrichtungen innerhalb eines Bereichs individuell steuern. Zum Beispiel empfängt eine zweite Lampenvorrichtung 20A, wie in 3 dargestellt, ebenfalls die Übertragung von dem Sensor 30 und decodiert diese.
Durch die drahtlose Schnittstelle, welche die Lampenvorrichtung 20 aufweist, ergeben sich ebenfalls Konstruktionsverbesserungen und Vorteile bei der Steuerein heit 22. Es kann auf einfache Weise ein CMOS-Empfänger in ein kleines, kostengünstiges IC, vielleicht sogar als Teil eines Hauptmikrocontroller-ICs der Lampenvorrichtung 20 oder Steuereinheit 22, integriert werden. Es ist lediglich ein Zugang zu einer kleinen, kostengünstigen Antennenanordnung erforderlich.
Gleichzeitig können durch Verwendung der drahtlosen Schnittstelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung konventionelle Zweidrahtschnittstellen, welche typischerweise zum Beispiel zur Steuerung bei Fluoreszenzlampen verwendet werden, eliminiert werden. Diese Zweidrahtschnittstelle ist kostenaufwendig, da aus Sicherheitsgründen eine Hochspannungsisolation, typischerweise ein Transformator oder eine Optoisolator-Dualschaltung, erforderlich ist. Infolgedessen sieht dieses Ausführungsbeispiel signifikante Kosteneinsparungen bei Konstruktionen von Vorschaltgeräten vor und reduziert die geometrische Größe der bei solchen Lampenvorrichtungen erforderlichen Leiterplatten (PCB).
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist der Sensor 30 eine Schaltung für einen drahtlosen Empfänger 39 (in 2 dargestellt) auf. Obgleich ein getrennter Schaltungsblock für den drahtlosen Empfänger 39 verwendet werden kann, ist es vorzuziehen, dass der DSP 35 diese Funktionalität aufweist. Der drahtlose Empfänger 39 wirkt vorzugsweise als Infrarot-(IR)-Detektor, so dass die Lampenvorrichtung 20 unter Verwendung der Hand- oder Wandfernsteuerungseinheit 60 gesteuert werden kann. Die Verwendung und Beliebtheit dieser An Fernsteuerungsgeräte nimmt zu.
Der DSP 35 kann die IR-Signale von anderen, von der Pixehnatrix 31 erfassten, optischen Signalen ausfiltern. Die Pixelanordnung 31 kann sowohl weißes Licht als auch IR-Signale wirksam erfassen, so dass ein getrennter IR-Fotodetektor nicht erforderlich ist. Typischerweise werden IR-Signale auf einer hohen Frequenz (z. B. 36 kHz von einer typischen TV-Fernbedienung) moduliert und digital codiert. Der DSP 35 kann dieses IR-Signal von sich langsamer verändernden, weißen Lichtsignalen ausfiltern und decodieren.
Informationen, welche auf den Infrarotsignalen von der Fernsteuerungseinheit 60 basieren, werden mit anderen Informationen, welche der Steuereinheit 32 durch den Sensor 30 übermittelt werden, kombiniert. Wie oben erwähnt, eliminiert die drahtlose Schnittstelle die Notwendigkeit einer Verdrahtung und reduziert Installationskosten, insbesondere für Nachrüstungsinstallationen.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wirkt der Sensor 30 als passive Anordnung oder arbeitet zumindest ohne Energiequelle wie Bat terien oder eine Verbindung mit einer externen Energiequelle. Dieses kann durch Anwendung von CMOS-Schaltungstechniken mit geringem Leistungsverbrauch erreicht werden. Die Durchführung der Signalverarbeitung und Datenkomprimierung (oben erörtert) auf dem Sensor 30 sowie die Verwendung eines Senders mit geringem Leistungsverbrauch für lediglich kurze Zeiträume resultiert in einem sehr geringen IC-Leistungsbedarf z. B. Leistungspegeln von weniger als 100 Mikrowatt. Da der Leistungsverbrauch so gering ist, kann der Sensor 30 einen Betrieb über die Energiequelle 37 (in 2 dargestellt) unter Verwendung von ausschließlich elektromagnetischer Strahlung, d. h. „freie" Energie, welche aus umliegenden Energiequellen stammt, aufrechterhalten. Zum Beispiel kann die freie Energie entweder aus Umgebungslicht oder Hochfrequenzenergie von einem nahegelegenen Vorschaltgerät der Lampenvorrichtung 20 aufgenommen werden.
In einem anderen Ausführungsbeispiel kann der Sensor 30 „freie" Energie aus umliegenden Energiequellen aufnehmen und ebenfalls eine batteriegestützte Stromversorgung aufweisen. In diesem Ausführungsbeispiel führt die Stromquelle 37 dem Sensor Energie zu, damit dieser unter Verwendung der „freien" Energie und/oder der von der Batterie zugeführten Energie arbeitet. Auf diese Weise kann der Sensor 30, so oft dieses möglich ist, durch Verwendung der „freien" Energie den Energiepegel der Batterie halten.
Obgleich die vorliegende Erfindung in Bezug auf spezifische Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, versteht es sich von selbst, dass die Erfindung nicht auf die hier offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt sein soll. Im Gegenteil ... die vorliegende Erfindung soll verschiedene Strukturen und Modifikationen derselben, welche unter den Umfang und die Wesensart der beigefügten Ansprüche fallen, umfassen.
Inschrift der Zeichnung:
1

DAYLIGHT – TAGESLICHT
LAMP FIXTURE – LAMPENVORRICHTUNG
WIRELESS LINK TO BALLAST – DRAHTLOSE VERBINDUNG ZUM VORSCHALTGERÄT
BACKGROUND ILLUMINATION – HINTERGRUNDBELEUCHTUNG
WORK SURFACE – ARBEITSFLÄCHE
REMOTE CONTROL UNIT – FERNSTEUERUNGSEINHEIT

2

A/D CONVERTER – ANALOG-DIGITAL-UMSETZER
DIGITAL SIGNAL PROCESSOR – DIGITALER SIGNALPROZESSOR
RF XMITTER – HF-SENDER
POWER SOURCE – ENERGIEQUELLE
Y DECODER – Y-DECODER
X DECODER – X-DECODER
CMOS PIXEL ARRAY – CMOS-PIXELMATRIX

Claims

Beleuchtungssystem mit: einer Lichtquelle (20), welche eine Steuereinheit (22) und einen Sensor (30) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle weiterhin einen drahtlosen Empfänger (21) aufweist, und dass der Sensor eine große Anzahl Pixel (31) und einen drahtlosen Sender (36) vorsieht, welche durch einen einzelnen integrierten Schaltkreis (IC) gebildet werden, wobei der Sensor unter Verwendung des drahtlosen Senders der Lichtquelle Daten übermitteln kann.
System nach Anspruch 1, wobei der IC CMOS-Technik (31) aufweist.
System nach Anspruch 1, wobei der Sensor ebenfalls Mittel (35), welche auf dem IC ausgebildet sind, aufweist, um die Daten vor Übertragung durch den drahtlosen Sender zu komprimieren.
System nach Anspruch 1, wobei der Sensor ebenfalls Mittel (31) aufweist, welche auf dem IC ausgebildet sind, um eine Bewegung in einem vorgegebenen Bereich festzustellen.
System nach Anspruch 1, wobei der Sensor ebenfalls einen drahtlosen Empfänger (30), welcher auf dem IC ausgebildet ist, aufweist.
System nach Anspruch 5, wobei der drahtlose Empfänger (30), welcher auf dem IC ausgebildet ist, durch einen Infrarotempfänger dargestellt ist.
System nach Anspruch 1, wobei der Sensor ebenfalls Mittel (37) aufweist, um eine elektromagnetische Strahlung von einer Umgebungsquelle aufzunehmen, und wobei der Sensor (30) zumindest teilweise durch die aufgenommene, elektromagnetische Strahlung gespeist wird.
System nach Anspruch 1, wobei der drahtlose Sender (36) durch einen Hochfrequenz-(HF)-Sender dargestellt ist.
System nach Anspruch 1, wobei der Sensor (30) Licht aus mehreren Richtungen oder von mehreren Oberflächen nachweist.
System nach Anspruch 9, wobei die übermittelten Daten einen Kennungscode sowie Informationen, welche auf dem, durch die große Anzahl Pixel erfasstem Licht basieren, enthalten.
System nach Anspruch 9, wobei die Steuereinheit (22) die Lichtquelle (20) entsprechend den übermittelten Daten, welche von dem Sensor (30) empfangen werden, regelt.
System nach Anspruch 1, wobei der Sensor ebenfalls Mittel (38) aufweist, um mindestens einen von mehreren vorgegebenen Moden einzustellen.
Lichtsensor (30), welcher zur Verwendung in einem System nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12 geeignet ist.