TWI719039B - 使用調變光之智能照明系統 - Google Patents
使用調變光之智能照明系統 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI719039B TWI719039B TW105124821A TW105124821A TWI719039B TW I719039 B TWI719039 B TW I719039B TW 105124821 A TW105124821 A TW 105124821A TW 105124821 A TW105124821 A TW 105124821A TW I719039 B TWI719039 B TW I719039B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- modulated
- light source
- image data
- operable
- light
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/87—Combinations of systems using electromagnetic waves other than radio waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/04—Systems determining the presence of a target
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
- G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
- G01S17/32—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/66—Tracking systems using electromagnetic waves other than radio waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
- G01S17/89—Lidar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
- G01S17/89—Lidar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
- G01S17/894—3D imaging with simultaneous measurement of time-of-flight at a 2D array of receiver pixels, e.g. time-of-flight cameras or flash lidar
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/4808—Evaluating distance, position or velocity data
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/491—Details of non-pulse systems
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/491—Details of non-pulse systems
- G01S7/4911—Transmitters
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
- H05B47/10—Controlling the light source
- H05B47/105—Controlling the light source in response to determined parameters
- H05B47/115—Controlling the light source in response to determined parameters by determining the presence or movement of objects or living beings
- H05B47/125—Controlling the light source in response to determined parameters by determining the presence or movement of objects or living beings by using cameras
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B15/00—Special procedures for taking photographs; Apparatus therefor
- G03B15/02—Illuminating scene
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
- Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
Abstract
本發明描述使用調變光之智能照明系統。例如,在一項態樣中,一方法包含:藉由一光源產生光譜之一可見部分中之調變照明;基於由該光源產生且由一場景反射之該調變光之至少一部分而偵測三維影像資料;且基於該偵測之三維影像資料而改變該調變照明之一特性。
Description
本申請案主張2015年8月5日申請之美國臨時專利申請案第62/201,169號之優先權利,該案之全文以引用之方式併入本文中。
本發明係關於使用調變光之智能照明系統。
一些發光控制系統提供精密特徵,諸如日光感測、佔用感測及集中發光控制及管理。在一些情況中,將運動感測器安裝於燈具中或燈具上。運動感測器可用於感測(例如)一人何時進入一房間。作為回應,發光控制系統可用於(例如)控制房間中之燈具何時打開、關閉或變暗,此可有助於提供能源及其他資源之更有效使用。
本發明描述使用調變光之智能照明系統。
例如,在一項態樣中,一方法包含:藉由一光源產生光譜之一可見部分中之調變照明;基於由該光源產生且由一場景反射之該調變光之至少一部分而偵測三維影像資料;且基於該偵測之三維影像資料而改變該調變照明之一特性。
一些實施方案包含以下特徵之一或多者。例如,改變調變照明之一特性可包含改變該調變照明之一強度。在一些例項中,可基於如
自三維影像資料判定之場景中之一物體(例如,一人)之一位置而改變該調變照明之一強度。
在一些情況中,改變調變照明之一特性包含改變該調變照明之一色溫。可(例如)基於如自三維影像資料判定之場景中之一物體(例如,一人)之一位置而改變該調變照明之色溫。在一些例項中,可基於如自三維影像資料判定之場景中之若干人而改變該調變照明之一色溫。
在另一態樣中,一設備包含:一照明器,其包含可操作以產生光譜之一可見部分中之調變照明之一第一光源;及一光感測器,其可操作以至少基於由一場景反射之調變照明之一部分而偵測三維影像資料。一主機裝置可操作以接收指示三維影像資料之信號,且可操作以基於指示三維影像資料之信號而產生一或多個控制信號而影響第一光源之調變照明之一特性中之一改變。
一些實施方案包含偵測三維影像資料之一飛行時間感測器。
在一些例項中,照明器包含可操作以產生光譜之一紅外線部分中之調變照明之一第二光源。該光感測器可進一步可操作以至少基於由一場景反射之調變紅外線照明之一部分而偵測三維影像資料。主機裝置進一步可操作以基於自由場景反射且由光感測器偵測之調變之紅外線照明產生之三維影像資料而判定物體之存在,且回應於判定該物體之存在而產生一或多個控制信號以使得第一光源打開。
在一些實施方案中,照明器包含可操作以產生光譜之一紅外線部分中之調變照明之一第二光源。該設備包含可操作以至少基於由場景反射之調變紅外線照明之一部分而偵測三維影像資料之光敏元件。主機裝置進一步可操作以:產生一或多個控制信號而使得第二光源在特定條件下打開;基於由光敏元件取得之三維影像資料而偵測一物體之一位置;且回應於偵測該物體之位置而產生一或多個信號以調整由
第一光源產生之調變光之一特性。
另一態樣描述包含一照明器之一設備。該照明器包含一第一光源,該第一光源包含大量發光元件,其等之各者可操作以產生光譜之一可見部分中之一不同各自波長或波長範圍之調變光。一光感測器包含對由發光元件發射之光之波長敏感之一或多個像素,該光感測器可操作以基於自場景反射之光而收集光譜及三維影像資料。一主機裝置可操作以:接收指示光譜及三維影像資料之信號;且基於光譜及三維影像資料而產生一或多個控制信號以調整發光元件之至少一者之一強度。在一些例項中,主機裝置可操作以產生一或多個控制信號而達成或維持一特定色溫。此外,在一些例項中,主機裝置可操作以基於偵測到之一人之一位置或基於偵測到之若干人之存在而產生一或多個控制信號以調整一色溫。
將易於自以下詳細描述、隨附圖式及申請專利範圍明白其他態樣、特徵及優勢。
10:智能照明系統
10A:智能照明系統
10B:智能照明系統
12:飛行時間(TOF)相機
12A:相機
12B:飛行時間(TOF)相機
14:照明器
14A:照明器
14B:照明器
16:介面
18:主機控制器/主機運算裝置/主機裝置/主機
20:控制器
22:驅動器
24:飛行時間(TOF)感測器
24A:第二飛行時間(TOF)感測器
24B:飛行時間(TOF)感測器
25:有線連接
26:驅動器
28:可見光源
28A:紅外線(IR)光源
28B:光源
30:增補光學偵測器
32:時脈恢復電路(CRC)
34:照明器控制器
35:無線連接
40A:第一位置
40B:第二位置
40C:位置
40D:位置
42A:發光元件
42B:發光元件
FOV1:第一視域
FOV2:第二視域
圖1繪示一智能發光系統之一實例。
圖2繪示根據一些實施方案之一智能發光系統之進一步細節。
圖3繪示根據一些實施方案之一智能發光系統之進一步細節。
圖4繪示一智能發光系統之一第一應用。
圖5A、圖5B及圖5C繪示一智能發光系統之一第二應用。
圖6A及圖6B繪示一智能發光系統之一第三應用。
圖7繪示一智能發光系統之一第四應用。
圖8繪示一智能發光系統之一第五應用。
本發明描述使用調變光之智能照明系統。發光系統可操作以收集且判定(例如)關於一房間中之一或多個人之位置或其他資訊且作為
回應而控制照明器。例如,在一些情況中,該系統基於房間中之一人之位置而控制由照明器產生之光之強度。同樣地,在一些例項中,該系統基於房間中之一人之位置而控制由照明器產生之光之色彩。
基於自物體反射之調變光而藉由使用(例如)飛行時間光學偵測技術可有利地使用調變光偵測房間中之物體(包含人)之位置。在一些情況中,調變光處於光譜之可見部分中,使得該可見光亦照明房間。該可見光可在足夠高(例如,數十或甚至數百兆赫茲(MHz))之一頻率處經強度調變而通常不為人眼所感知。在一些例項(例如,當可見光源關閉時)中,可由一紅外線(IR)或近IR光源產生調變光。回應於偵測一物體(例如,一人)在房間中或位於該房間中之一特定位置處可打開可見光源且可控制由可見光源產生之光之特性(例如,強度;色彩)。
如圖1中所展示,一智能照明系統10之一實例包含:一飛行時間(TOF)相機12;一照明器14,其包含一調變光源;一介面16;及一主機控制器18。照明器14可操作以發射具有可由TOF相機12偵測之一特定波長之調變光(例如,在10MHz或更大之一頻率處),該TOF相機12包含解調像素。照明器14可(例如)安裝為在一房間提供環境光之一天花板、桌面或其他燈具。照明器14具有一第一視域(FOV1),且相機12具有實質上重疊照明器之視域之一第二視域(FOV2)。來自照明器14之光可被房間中之物體反射回朝向TOF相機12,TOF相機12可操作以感測該反射光而產生影像資訊。TOF相機12進一步可操作以藉由量測相機12與一物體之點之間之光信號之飛行時間而基於已知光速解析距離資料。可藉由一電子介面16將距離資料提供至包含一程式化微處理器或其他處理單元之一主機運算裝置18(例如,一桌上或膝上型電腦)。作為回應,運算裝置18可產生信號以(例如)藉由打開(或關閉)可見照明及/或以一些其他方式調整發射之可見光之特性而控制照明器14。
圖2及圖3繪示根據一些實施方案之進一步細節。如在圖2之智能照明系統10A中所展示,照明器14A包含可操作以在(例如)10MHz或更大之一頻率處驅動一可見光源28之一驅動器26。在此一例子中,驅動器26是一高速電子驅動器。可見光源28可操作以發射可見光,儘管在一些情況中,其亦可操作以發射IR光。可見光源28可(例如)實施為一發光二極體、發光二極體之一陣列、一雷射二極體、雷射二極體之一陣列、一磷光體或一系列磷光體。
相機12A包含一控制器20、一驅動器22及一TOF感測器24。在此一例子中,驅動器22是一高速電子驅動器。相機12A亦可包含一光學元件總成以幫助擷取反射回朝向相機之光。該光學元件總成可包含濾波器、折射透鏡、繞射透鏡、光圈及/或擋板。TOF感測器24至少對可見光敏感且包含空間分佈之光敏元件(例如,像素)之一陣列以及讀取及處理像素信號之電子器件及邏輯。TOF感測器24中之電路可操作以使用來自像素之輸出信號計算(例如)光自發射器行進至受關注之一物體且返回至焦平面陣列所花費之時間。TOF感測器24可基於已知光速而藉由量測感測器與一物體之各點之主體之間之一光信號之飛行時間解析距離。
介面16可實施(例如)為一藍芽或可操作以接收TOF資料(諸如物體引發之相移信號)且將該TOF資料傳送至主機裝置18之其他無線介面。介面16亦可操作以將控制信號或其他資訊自主機裝置18傳送至TOF相機12及/或照明器14。
在圖2之實例中,調變可見光源28及TOF相機12A彼此足夠靠近使得可通過一有線連接25將調變信號自相機12A中之控制器20發送至照明器14A中之驅動器26。依此方式,調變信號可在相機12A及照明器14A兩者中同步。在操作中,相機之控制器20產生提供至TOF感測器24且經由有線連接25提供至照明器14A中之驅動器26之一調變信
號。接著,驅動器26使用該調變信號在調變頻率處調變由可見光源28產生之照明。在一些例項中,在通過有線連接25將調變信號傳輸至照明器14A之前放大及/或緩衝該調變信號。另一方面,在一些例項中,在通過有線連接25將調變信號傳輸至照明器可見光源28之後放大及/或緩衝該調變信號。此在(例如)其中發生重大損失之情況中可係有用的。
圖3之智能照明系統10B的實施方案提供一TOF相機12B與一照明器14B之間之一無線(例如,光學)連接35。在此實例中,相機12B包含相同於圖2中之相機12A之組件且進一步包含一增補偵測器(例如,一光電二極體)30及一時脈恢復電路(CRC)32。照明器14B包含相同於圖2中之照明器14A之組件且進一步包含其本身之控制器34。照明器控制器34經由一高速時脈信號產生驅動器26之一調變控制信號,可(例如)由一局部放置之電子時脈產生器或一晶體振盪器及一後續高速放大級產生該高速時脈信號。接著,驅動器26驅動可見光源28產生調變光。在此實例中,由可見光源28產生之部分調變光亦照明增補偵測器30,增補偵測器30藉由將調變光信號傳送至相機12B而促進相機12B及照明器14B兩者之調變頻率之同步。
在一些實施方案中,時脈信號之恢復包含以下步驟。例如,增補偵測器30可偵測光信號且將該光信號轉變為提供至CRC 32之一電光電流。在一些情況中,CRC 32放大該光電流且將該電流轉變為一電壓。CRC 32可包含(例如)用於此目的之一跨阻抗放大器。接著,可包含(例如)一斯密特(Schmitt)觸發器之CRC 32可數位化類比信號。來自CRC 32之一二進制輸出信號可提供為至相機12B中之控制器20之一輸入信號以控制TOF感測器24中之信號之解調。
圖2及圖3之實施方案可提供相關距離資料。然而在一些實施方案中,調變可見光源28可整合至TOF相機12A或12B內。較佳地,TOF
相機包含一參考像素以偵測來自光源之調變輸出信號。將可見光源28整合至TOF相機內可在其中期望產生絕對距離資料之實施方案中有用。在一些情況中,此等實施方案亦可補償(例如)由熱漂移引起之相移。
圖4繪示根據一些實施方案之智能照明系統之一第一應用。在此實例中,假定一人位於利用由可見光源28產生之調變光照明之一房間中之一第一位置40A處。由位於第一位置40A處之人反射部分調變光且由TOF感測器24偵測反射光。感測信號允許產生指示人在房間中之位置之三維影像資料(即,含有距離資訊之影像資料)。一些時間後,人可移動至房間中之一第二位置40B。再次,由TOF感測器24偵測之信號允許產生指示人現在位於第二位置40B之三維影像資料(即,含有距離資訊之影像資料)。主機18可經組態以使用此資訊(例如)來調整由可見光源28產生之光之強度。例如,當房間之不同部分與不同類型之任務相關聯時可期望此一調整。因此,在一些案例中,第二位置40B可靠近其中一人可需要更多光來促進閱讀或寫作之一桌子。藉由偵測人位於第二位置40B處,主機18可產生一或多個控制信號來使得來自可見光源28之調變光之強度增大。在其他情況中,可期望以其他方式(例如,藉由降低調變光之強度或藉由調整其之色溫)調整由可見光源28產生之光。一般而言,一房間之不同區域可與不同發光需要相關聯。藉由偵測一人在房間中之存在或位置,可自動調整發光。
圖5A、圖5B及圖5C繪示另一實施方案,其解決當可見光源28關閉時一人進入一房間之偵測。在此情況中,照明器14除了可見光源28外亦包含產生調變IR輻射之一IR光源28A。TOF感測器24可操作以感測光譜之IR範圍中(例如,1μm至100μm之波長)之光以及光譜之可見部分中(例如,390nm至700nm之波長)之光。在此實例中,如由圖5A所指示,假定可見光源28最初係關閉的,IR光源28A係打開的,且人
定位於房間外(或光源及TOF感測器之視域外)之一位置40C處。當人進入房間,由IR光源28A產生之部分調變IR輻射由人反射且由TOF感測器24偵測。由TOF感測器24偵測之信號允許產生指示一人已進入房間之三維影像資料(即,含有距離資訊之影像資料)。主機18可經組態以使用此資訊(例如)打開可見光源28,如由圖5B所指示,圖5B展示人位於房間內之一位置40D處。當人圍繞房間移動時,TOF感測器24繼續偵測由人反射之調變可見光。如上文,由TOF感測器24偵測之信號允許產生指示人在房間內之位置之三維影像資料(即,含有距離資訊之影像資料)。主機18可經組態以根據需要使用此資訊調整房間中之發光特性。例如,若判定人已移動至需要更多光之一位置(例如,位置40D,如圖5C中所展示),則主機18可產生一或多個控制信號以使得來自可見光源28之調變光之強度增大(或以一些其他合適方式調整)。此外,若主機判定人不再位於房間中,則主機可產生一或多個控制信號以使得可見光源28關閉且使得IR光源28A返回打開(若其先前係關閉的)。
在圖5A至圖5C之實施方案中,相同TOF感測器24可操作以偵測且解調光譜之可見範圍以及光譜之IR範圍中之光學信號。在一些實施方案中,可期望使用不同TOF感測器偵測IR及可見光。在圖6A至圖6B中繪示一實例,其中一智能照明系統包含:一調變可見光源28;一調變IR光源28A;一第一TOF感測器24,其可操作以偵測且解調光譜之可見部分中(即,在由可見光源28產生之波長處)之光學信號;及一第二TOF感測器,以及IR TOF感測器24A,其可操作以偵測且解調光譜之IR部分中(即,在由光源28A產生之波長處)之光學信號。取決於應用,TOF感測器24、24A可在相同或不同相機中。此外,在一些實施方案中,一TOF感測器中之一些像素可僅對可見光敏感,而相同TOF感測器中之其他像素可僅對IR光敏感。可(例如)藉由通過像素提
供合適光學濾波器而達成可允許使用一單一TOF感測器偵測可見及IR信號之此一實施方案。
在圖6A至圖6B之實施方案中,主機18可回應於基於來自TOF感測器24、24A之影像及位置資料判定一人在房間中之存在或位置而自動調整發光。更具體言之,當無人在房間時,可關閉可見光源28以節省能源。當可見光源28關閉時,可打開調變IR光源28A使得可基於來自IR TOF感測器24A之信號使用三維影像資料(即,含有距離資訊)來偵測一人存在於房間中。作為回應,主機18可產生一或多個控制信號以使得可見光源28打開且使得IR光源28A關閉。當可見光源28打開時,第一TOF感測器24可用於當人圍繞房間移動時偵測她之位置,如以上所描述。
在一些情況中,背景、非調變可見光位準可相對較高使得第一TOF感測器24不可有效偵測調變可見光。例如,當諸多日光通過房間中之一窗戶湧入時或當在房間中提供其他非調變發光時可發生此等情況。在此等情況中,主機18可產生一或多個控制信號以使得IR光源28A打開。接著,主機18可使用調變IR光信號來偵測房間中之一人之移動或一位置改變(即,藉由使用由第二TOF感測器24A產生之三維影像資料(即,含有距離資訊之影像資料))。作為回應,主機18可產生一或多個信號來調整由可見光源28產生之可見光之特性(例如,強度),如先前所描述。
在圖6A至圖6B中,IR可見光源28A及第二TOF感測器24可以類似於結合圖1、圖2及/或圖3中之可見光源28及TOF感測器24所描述之一方式耦合至(例如)包含主機18之智能發光之控制器、驅動器及其他組件。
在以上實例中,主機18產生控制信號以控制由可見光源28產生之調變光之強度。然而,如先前所提及,在一些例項中,主機18可產
生控制信號以控制由可見光源28產生之調變光之其他特性,諸如其色溫。例如,在一些情況中,即使當進入房間之來自其他源(例如,日光)之光量改變時亦可期望維持一房間中之一特定色溫。圖7繪示用於實施此一智能發光系統之一可見光源28B及TOF感測器24B之一實例。
如圖7中所展示,光源28B包含兩個或兩個以上發光元件42A、42B,其等之各者可操作以產生一不同各自波長或波長範圍之可見光。例如,可藉由LED、雷射二極體或此等發光元件之陣列實施發光元件42A、42B。TOF感測器24B具有對由發光元件42A、42B發射之光之波長敏感之一或多個像素且可操作以基於自房間中之物體反射之光而收集光譜及距離資料。
在美國臨時專利申請案第62/239,047號中描述此一像素之一實例,該案之全文以引用之方式併入本文中。TOF感測器24B之各像素可為具有一光敏偵測區域、大量閘極、一絕緣體層、具一厚度及橫向尺寸之一半導體基板、一電荷收集區域及大量接觸節點之一解調像素(例如,一漂移場解調像素),其中將電位施加至產生大量電位區域(在量值上隨半導體基板之橫向尺寸而變化)之大量接觸節點。自入射於光敏偵測區域上之多重波長電磁輻射產生光生電荷,其中入射於光敏偵測區域上之多重波長電磁輻射之各自部分產生大量光生電荷之各自對應部分。此外,在此等實施方案中,半導體基板內之大量電位區域可操作以將光生電荷自光敏偵測區域傳導至電荷收集區域。此外,在此等實施方案中,光生電荷之各自部分經傳導至電荷收集區域,其中各自漂移速度分別在量值上隨半導體基板之厚度而變化。可在具有大量各自取樣週期概況之輸出節點處取樣光生電荷之各自部分。據此,可產生且收集影像、光譜資料及距離資料。
主機18可使用來自TOF感測器24B之光譜資料控制由發光元件42A、42B之各者產生之可見光之各自強度。如以上所提及,可控制
由發光元件42A、42B之各者產生之可見光之強度以達成或維持房間之一特定色溫。此外,在一些情況中,主機18可基於房間中之一人之位置或基於若干人存在於房間中而使用自TOF感測器24B獲得之影像及/或距離資料來調整完整色溫。例如,若主機18判定一人位於房間中之一第一位置處,則主機將產生一或多個控制信號以使得發光元件42A、42B之一或多者調整其等各自強度而達成一完整更冷色溫,而若主機18判定一人位於房間中之一第二位置處,則主機將產生一或多個控制信號以使得發光元件42A、42B之一或多者調整其等各自強度而達成一完整更暖色溫。在一些實施方案中,主機18可使得發光元件42A、42B調整其等各自強度以針對最優膚色達成一特定色溫。
在一些情況中,智能發光系統可包含多重TOF感測器24,如圖8中所展示。此在(例如)其中各TOF感測器24之視域(FOV)僅覆蓋由調變可見光源28照明之房間之一部分之處可係有利的。在此情況中,各TOF感測器24具有一各自FOV,使得TOF感測器24共同覆蓋整個房間或房間之一大部分。在一些情況中,期望TOF感測器24之視域至少部分彼此重疊,如圖8中所繪示。例如,主機18可使用由TOF感測器24之不同者獲得之重疊影像執行影像對準,此接著可用於補償各種TOF感測器之調變頻率中之漂移或其他差異。主機18亦可使用所取得之資訊來執行相關距離補償。
在圖3至圖8之實施方案之各者中,主機18可無線耦合至(例如)可見及IR光源以及(若干)TOF感測器,如(例如)結合圖2或圖3所描述。主機18亦可以其他方式耦合至光源及/或TOF感測器。
儘管以上實例係指一房間中之一智能發光系統,但該等智能發光系統亦可用於其他空間。同樣地,儘管以上實例係指偵測一人在房間或其他空間之存在或移動,但智能發光系統亦可與偵測其他物體之存在或移動結合使用。
在本發明之範疇內可進行各種修改。此外,可組合來自以上描述之各種實例之特徵。據此,其他實施方案係落於申請專利範圍之範疇內。
10‧‧‧智能照明系統
12‧‧‧飛行時間(TOF)相機
14‧‧‧照明器
16‧‧‧介面
18‧‧‧主機控制器/主機運算裝置/主機裝置/主機
FOV1‧‧‧第一視域
FOV2‧‧‧第二視域
Claims (10)
- 一種智能照明的方法,其包括:藉由一光源在一調變頻率處產生光譜之一可見部分中之調變照明;使該光源的一調變信號與一光感測器同步;基於由該光源產生且由一場景反射之該調變光之至少一部分使用該光感測器的一飛行時間感測器而偵測三維影像資料;且基於該偵測的三維影像資料而改變該調變照明之一特性。
- 如請求項1之方法,其中改變該調變照明之一特性包含改變該調變照明之一強度。
- 如請求項2之方法,其包含基於如自該三維影像資料判定之該場景中之一物體之一位置而改變該調變照明之一色溫。
- 如請求項2之方法,其包含基於如自該三維影像資料判定之該場景中之若干人而改變該調變照明之一色溫。
- 一種智能照明的設備,其包括:一照明器,其包含可操作以產生光譜之一可見部分中之調變照明之一第一光源,以及一驅動器,其可操作以在一調變頻率處驅動該第一光源;一光感測器,其可操作以至少基於由一場景反射之該調變照明之一部分而偵測三維影像資料,其中該光感測器包括一飛行時間感測器及一控制器;一連接,其介於該光感測器之該控制器與該照明器之該驅動器之間,以使一調變信號可在該光感測器與該照明器中同步;及一主機裝置,其可操作以接收指示該三維影像資料之信號且 可操作以基於指示該三維影像資料之該等信號產生一或多個控制信號而影響該第一光源之該調變照明之一特性中之一改變。
- 如請求項5之設備,其中該主機裝置可操作以基於指示該三維影像資料之該等信號而影響該調變照明之一強度中之一改變。
- 如請求項6之設備,其中該主機裝置可操作以基於如自該三維影像資料判定之該場景中之一物體之一位置而影響該調變照明之該強度中之一改變。
- 如請求項5之設備,其中該主機裝置可操作以基於指示該三維影像資料之該等信號而影響該調變照明之一色溫中之一改變。
- 如請求項5之設備,其中該照明器包含可操作以產生該光譜之一紅外線部分中之調變照明之一第二光源,其中該光感測器進一步可操作以至少基於由一場景反射之該調變紅外線照明之一部分而偵測三維影像資料,且其中該主機裝置進一步可操作以:基於自由該場景反射且由該光感測器偵測之該調變紅外線照明產生之該三維影像資料而判定該物體之存在,且回應於判定該物體之存在而產生一或多個控制信號以使得該第一光源打開。
- 如請求項5之設備,其中該照明器包含可操作以產生該光譜之一紅外線部分中之調變照明之一第二光源,該設備包含可操作以至少基於由該場景反射之該調變紅外線照明之一部分而偵測三維影像資料之光敏元件,且其中該主機裝置進一步可操作以:產生一或多個控制信號而使得該第二光源在特定條件下打開;基於由該等光敏元件取得之該三維影像資料而偵測一物體 之一位置;且回應於偵測該物體之該位置而產生一或多個信號以調整由該第一光源產生之該調變光之一特性。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201562201169P | 2015-08-05 | 2015-08-05 | |
US62/201,169 | 2015-08-05 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW201714492A TW201714492A (zh) | 2017-04-16 |
TWI719039B true TWI719039B (zh) | 2021-02-21 |
Family
ID=57943340
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW105124821A TWI719039B (zh) | 2015-08-05 | 2016-08-04 | 使用調變光之智能照明系統 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10895643B2 (zh) |
TW (1) | TWI719039B (zh) |
WO (1) | WO2017023208A1 (zh) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10302279B2 (en) | 2016-06-10 | 2019-05-28 | Ams Sensors Singapore Pte. Ltd. | Light conversion modules having a laser diode light conversion assembly and long pass filter reflecting light back to the light conversion assembly |
EP3367130A1 (en) * | 2017-02-22 | 2018-08-29 | STMicroelectronics (Research & Development) Limited | Integration of depth map device for adaptive lighting control |
KR102476404B1 (ko) * | 2017-07-18 | 2022-12-12 | 엘지이노텍 주식회사 | ToF 모듈 및 그 ToF 모듈을 이용한 피사체 인식장치 |
US11828849B2 (en) * | 2017-11-28 | 2023-11-28 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Illumination device, time of flight system and method |
US20190327820A1 (en) * | 2018-04-18 | 2019-10-24 | Sportsbeams Lighting, Inc. | Method and apparatus for managing large area lighting |
CN109568095B (zh) * | 2018-12-04 | 2021-12-14 | 海南元视明科技有限公司 | 用于矫正视力的康复训练设备 |
US11747478B2 (en) * | 2019-05-15 | 2023-09-05 | Electronic Theatre Controls, Inc. | Stage mapping and detection using infrared light |
TWI715207B (zh) * | 2019-09-25 | 2021-01-01 | 大陸商漳州立達信光電子科技有限公司 | 色溫平滑化輸出系統及控制器 |
CN114494836B (zh) * | 2022-04-02 | 2022-07-01 | 蜂联智能(深圳)有限公司 | 一种基于区域环境的光照智能调试系统 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130106692A1 (en) * | 2010-07-20 | 2013-05-02 | Primesense Ltd. | Adaptive Projector |
US20140159589A1 (en) * | 2011-07-22 | 2014-06-12 | Koninklijke Philips N.V. | Control unit and method for lighting control |
US20150061509A1 (en) * | 2012-04-20 | 2015-03-05 | Rensselaer Polytechnic Institute | Sensory lighting system and method for characterizing an illumination space |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012020380A1 (en) * | 2010-08-11 | 2012-02-16 | Primesense Ltd. | Scanning projectors and image capture modules for 3d mapping |
-
2016
- 2016-08-03 WO PCT/SG2016/050375 patent/WO2017023208A1/en active Application Filing
- 2016-08-03 US US15/749,801 patent/US10895643B2/en active Active
- 2016-08-04 TW TW105124821A patent/TWI719039B/zh active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20130106692A1 (en) * | 2010-07-20 | 2013-05-02 | Primesense Ltd. | Adaptive Projector |
US20140159589A1 (en) * | 2011-07-22 | 2014-06-12 | Koninklijke Philips N.V. | Control unit and method for lighting control |
US20150061509A1 (en) * | 2012-04-20 | 2015-03-05 | Rensselaer Polytechnic Institute | Sensory lighting system and method for characterizing an illumination space |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20180224551A1 (en) | 2018-08-09 |
US10895643B2 (en) | 2021-01-19 |
TW201714492A (zh) | 2017-04-16 |
WO2017023208A1 (en) | 2017-02-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI719039B (zh) | 使用調變光之智能照明系統 | |
CN102414612B (zh) | 用于基于图像的照明控制和安全控制的系统和设备 | |
EP2823751B1 (en) | Eye gaze imaging | |
EP3192330B1 (en) | Lighting preference arbitration. | |
US10757307B2 (en) | Lighting devices configurable for generating a visual signature | |
US9717118B2 (en) | Light control systems and methods | |
US7970173B2 (en) | Object-detecting device and method of extracting operation object | |
CN103975577B (zh) | 智能监视摄像机系统及方法 | |
US11143749B2 (en) | Object detection system and method | |
CN108139483A (zh) | 用于确定到对象的距离的系统和方法 | |
EP2422586B1 (en) | Lighting techniques for wirelessly controlling lighting elements | |
JP2016520968A5 (zh) | ||
US8253849B2 (en) | Lighting control module, video camera comprising the same and control method of the same | |
US9338863B2 (en) | Sensor arrangement for controlling room lighting, sensor network for controlling room lighting and method for controlling room lighting | |
CN105340362A (zh) | 提供主动眩光控制的照明系统和方法 | |
KR102237828B1 (ko) | 동작 인식 장치 및 이를 이용한 동작 인식 방법 | |
CN106134289A (zh) | 基于光反射率的检测 | |
EP2535741A2 (en) | System and method for reduction of optical noise | |
US20180054876A1 (en) | Out of plane sensor or emitter for commissioning lighting devices | |
KR20180023785A (ko) | 복수의 발광소자를 포함하는 전자 장치 및 전자 장치의 동작 방법 | |
KR20180063778A (ko) | 3차원 깊이 센서 | |
US10189399B2 (en) | Integration of depth map device for adaptive lighting control | |
JP7055320B2 (ja) | 照明装置 | |
WO2022181097A1 (ja) | 測距装置およびその制御方法、並びに、測距システム | |
US10039995B2 (en) | Arrangement for providing visual effects and related method |