專利名稱：照明系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種包含光源與控制裝置的照明系統(tǒng)，其中光源用以將電力轉(zhuǎn)換 成具有例如強(qiáng)度、色彩、色溫、方向與波束圓錐角的特性的光束，而控制裝置用以調(diào)整光束 特性。
背景技術(shù)：
人們熟知燈光特性的調(diào)整能經(jīng)由遙控器(RemoteControllenRC)來達(dá)成。遙控器 的缺點(diǎn)在于其必須在正確位置上遙控才能改變燈光特性。然而亦有很多不同的遙控器已經(jīng) 出現(xiàn)于客廳中以供TV、音響、VCR、⑶/DVD游戲機(jī)/記錄器等不同設(shè)備使用。使用者也可能 會(huì)對(duì)眾多遙控器上的不同按鈕有所混淆，在使用上極為不方便。甚至遙控器與其專屬的接 收器會(huì)造成設(shè)備成本的增加。再者，已知有通過使用攝影機(jī)與移動(dòng)偵測(cè)軟件來控制的電器裝置，其中使用者可 通過在照相機(jī)的前面擺出手勢(shì)來控制電器裝置。然而這些系統(tǒng)需要高負(fù)載處理功率，具有 相當(dāng)長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間，且是相當(dāng)昂貴的。WO 2006/056814說明一種照明系統(tǒng)，其包含光源與控制裝置，控制裝置包含紅外 線發(fā)射器、紅外線接收器及透鏡?？刂蒲b置測(cè)量反射的紅外光的強(qiáng)度，并反應(yīng)其強(qiáng)度以改變 光源亮度。依此方式，可對(duì)光源通電或斷電，并可通過在紅外光光束中的手部移動(dòng)而將光源 調(diào)暗。然而，這一種配置是相當(dāng)昂貴且其控制作動(dòng)具有極大的不正確性，因?yàn)榉瓷涞募t外線 信號(hào)的強(qiáng)度大幅取決于在波束中移動(dòng)的物體的種類，且紅外線會(huì)受到周遭物體所影響而發(fā) 散，使得接收器收到的紅外線信號(hào)不正確，導(dǎo)致燈光控制異常。GB-A-2 291 289說明一種照明系統(tǒng)，其包含一控制裝置，用以對(duì)光源進(jìn)行通電、斷 電與調(diào)暗光源，其中壓電超音波發(fā)射器與接收器是偵測(cè)在光源附近的物體的存在，而控制 裝置是反應(yīng)物體的存在而控制光源。然而，此種系統(tǒng)不能反應(yīng)物體的移動(dòng)來控制光源。因此有必要發(fā)展出一種易于使用的照明控制系統(tǒng)，以改善上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供一種改良的便宜可靠且易于使用的照明控制系統(tǒng)。本發(fā) 明的更進(jìn)一步的目標(biāo)是提供一種對(duì)使用者及其環(huán)境呈現(xiàn)安全與舒適的照明系統(tǒng)。依據(jù)本發(fā)明的照明系統(tǒng)包含一光源，包含一陣列的發(fā)光二極管，用以將電力轉(zhuǎn)換 成一光束，其具有強(qiáng)度、色彩、色溫的特性；一控制裝置，包含一發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)器與一脈沖 寬度調(diào)變器，用以調(diào)整該光束特性；一數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器、一超音波驅(qū)動(dòng)器與一超音波發(fā)送 器，用以將一數(shù)字傳輸信號(hào)轉(zhuǎn)換成一超音波脈沖；一超音波接收器與一放大器，用以接收反 射的超音波信號(hào)并將該超音波信號(hào)轉(zhuǎn)換成一電壓，以及一比較器，用以在該電壓大于一預(yù) 定臨界值的情況下產(chǎn)生一數(shù)字接收信號(hào)；一處理裝置，用以推導(dǎo)出表示在該數(shù)字傳輸與接 收信號(hào)之間的時(shí)間差的一飛行時(shí)間信號(hào)，并依據(jù)該飛行時(shí)間信號(hào)將一控制信號(hào)傳遞至該控 制裝置，其中該處理裝置、該脈沖寬度調(diào)變器、該數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器以及該比較器是整合于
3單一微控制器芯片中。由此，使用者可通過在超音波波束中移動(dòng)物體來調(diào)整光源特性。處理裝置分析多個(gè)飛行時(shí)間信號(hào)的動(dòng)態(tài)行為，并根據(jù)動(dòng)態(tài)行為來傳遞控制信號(hào)至 控制裝置。由此，使用者可在超音波波束中擺出手勢(shì)，而處理裝置將辨識(shí)此手勢(shì)并將此手勢(shì) 換算成控制信號(hào)以調(diào)整光源特性。


圖1顯示利用超音波收發(fā)器測(cè)量飛行時(shí)間的原。圖2為光源及其控制機(jī)構(gòu)的概要立體圖。圖3為顯示于圖2的系統(tǒng)中的手部移動(dòng)的靜態(tài)照片，顯示飛行時(shí)間信號(hào)對(duì)時(shí)間的 圖，以及由手部移動(dòng)所導(dǎo)致的各種階段的光源特性控制的結(jié)合圖。圖4為圖2的光源的概要立體圖。圖5為平均手部的概要俯視圖。圖6為顯示波束半徑對(duì)波束角與垂直距離的三維圖。圖7概要地顯示手伸入與伸出波束的移動(dòng)，以及飛行時(shí)間對(duì)時(shí)間的相關(guān)圖。圖8為超音波收發(fā)器與號(hào)角的概要剖面圖。圖9為顯示照明系統(tǒng)的校正程序的流程圖。圖10為顯示在時(shí)間軸上的發(fā)射超音波脈沖信號(hào)的電壓、所接收的反射的信號(hào)的 電壓以及聲壓位準(zhǔn)校正的狀態(tài)的結(jié)合圖。圖IlA-圖IlC顯示手伸入與伸出波束的概要移動(dòng)。圖12概要顯示花瓶在波束中的移動(dòng)以及飛行時(shí)間對(duì)時(shí)間與各種控制的相位的關(guān) 聯(lián)圖。圖13-圖18與圖20-圖21圖顯示各種控制算法的流程圖。圖19概要顯示控制范圍的判定。圖22概要顯示在時(shí)間軸上的不同光特性的控制機(jī)構(gòu)。圖23-圖28概要顯示在各種階段的不同光特性的控制機(jī)構(gòu)。圖29-圖30概要顯示手在波束中的移動(dòng)以及飛行時(shí)間對(duì)時(shí)間的關(guān)聯(lián)圖。圖31概要顯示LED陣列光源，其顯示一信息。圖32概要地顯示LED陣列光源，其投射一信息于一參考表面上。圖33與圖34概要顯示本發(fā)明的一電子硬件實(shí)施例。圖35為依據(jù)本發(fā)明的照明系統(tǒng)的立體圖。
具體實(shí)施例方式為讓本發(fā)明的上述內(nèi)容能更明顯易懂，下文特舉一較佳實(shí)施例，并配合所附圖式， 作詳細(xì)說明如下如圖2所示，照明系統(tǒng)1包含一光源及一超音波發(fā)射器與接收器，超音波發(fā)射器與 接收器可結(jié)合成一超音波收發(fā)器，亦可為一壓電式超音波收發(fā)器。光源可包含復(fù)數(shù)個(gè)發(fā)光 二極管(LED)，而超音波收發(fā)器可內(nèi)建于此些LED的中心。照明系統(tǒng)1亦內(nèi)建有將收發(fā)器的 信號(hào)轉(zhuǎn)換成控制信號(hào)的一處理裝置，以及用以調(diào)整光源特性的一控制裝置。于一較佳實(shí)施例中，超音波發(fā)射器與接收器是以與光源的光束相同的方向發(fā)射并接收超音波信號(hào)。如果超音波收發(fā)器被開啟，則其將傳遞一超音波信號(hào)。如果在超音波信號(hào)的路徑 上有一物體出現(xiàn)，則超音波信號(hào)將被物體反射并被超音波收發(fā)器所接收。在傳送超音波信 號(hào)與接收到反射的超音波信號(hào)之間的時(shí)間被稱為一飛行時(shí)間。如果在物體與照明系統(tǒng)1之 間的距離改變，則將會(huì)測(cè)量到另一飛行時(shí)間值。物體被偵測(cè)到的移動(dòng)為一維移動(dòng)(此物體 必須停留在超音波信號(hào)路徑中)。飛行時(shí)間的改變將被轉(zhuǎn)換成數(shù)字控制信號(hào)的改變，此控制 信號(hào)將控制光束的特性，譬如色彩、強(qiáng)度或色溫等。物體可能是使用者的手2。因此，手2的一維移動(dòng)，諸如上/下或左/右方向(取 決于光源位置，水平或垂直)可控制光束特性。超音波信號(hào)的飛行時(shí)間通常被使用作為一種距離測(cè)量方法。如圖1所顯示，飛行 時(shí)間測(cè)量是通過將測(cè)量的超音波信號(hào)接收時(shí)間(圖1的R)減去超音波信號(hào)的發(fā)射時(shí)間(圖 1的T)而形成。此種時(shí)間距離信息將被轉(zhuǎn)變成在微處理器中的二進(jìn)制代碼，以控制光源特 性。在圖2中，手2為障礙物/物體，而桌子3、地板或天花板為參考物。超音波收發(fā)器 以圓錐波束4的型式傳遞超音波信號(hào)。如果從收發(fā)器到參考物的距離y為1. 5公尺，則超 音波信號(hào)在無障礙物的情況下，其發(fā)射到接收反射的超音波信號(hào)的總運(yùn)行距離為2*y = 3 公尺，其飛行時(shí)間為8. 7毫秒(于25°C的環(huán)境溫度下)。如果從收發(fā)器到手2的距離χ為 0. 5公尺，則飛行時(shí)間為2. 9毫秒。如果手部移動(dòng)的控制級(jí)距(st印)所需要的精度為2公 分(0. 12毫秒的飛行時(shí)間級(jí)距)，且當(dāng)控制范圍為64公分時(shí)，則有32個(gè)控制級(jí)距，其可允許 5位控制。超音波發(fā)射器可譬如發(fā)射40kHz頻率的聲音。超音波的飛行時(shí)間(典型的距離 是在0. 2與2公尺之間)可以以ms (毫秒)而非以毫微秒/奈秒(ns)的單位測(cè)量，因此利 用超音波收發(fā)器可利用低成本處理設(shè)備來達(dá)成簡(jiǎn)單與正確的測(cè)量。此外，壓電式超音波收 發(fā)器很便宜，所以本發(fā)明的系統(tǒng)可利用很低的成本來生產(chǎn)。如圖3所示，控制信號(hào)通過手2朝超音波信號(hào)的一維垂直方向移動(dòng)而產(chǎn)生。在Tl =1秒時(shí)，手2在波束4外部，此時(shí)飛行時(shí)間為一參考值，且不能進(jìn)行光源控制(階段A)。 在T2 = 2秒時(shí)，手2移動(dòng)進(jìn)入波束4中且保持于該處持續(xù)1秒以上，直到在T3 = 3秒時(shí)， 光源控制被微控制器所致動(dòng)(階段B)為止。接著，在T3 = 3秒與T5 = 5秒之間，手2向 上移動(dòng)用以使譬如光源1的強(qiáng)度通過微處理器而增加(階段C)。在T6 = 6秒時(shí)，手2從波 束4中撤出，因此其飛行時(shí)間回復(fù)到參考值，并停止光源控制(階段D)。如顯示于T7 = 7 秒，手2在超音波波束4中的意外移動(dòng)，并未因此導(dǎo)致光源特性的意外調(diào)整(階段Ε)，因?yàn)?必須將物體保持在超音波波束4中持續(xù)1秒以上才能啟動(dòng)光源控制。如果飛行時(shí)間信號(hào)從動(dòng)態(tài)行為改變至實(shí)質(zhì)上已固定持續(xù)第一段預(yù)定時(shí)間的數(shù)值 的話，則處理裝置停止傳送控制信號(hào)，其中第一段預(yù)定時(shí)間最好是落在0. 5-2秒的范圍內(nèi)。 通過關(guān)閉控制信號(hào)的傳送，可避免光源特性受到移動(dòng)物體的意外調(diào)整。為了開始控制信號(hào) 的傳送，處理裝置更決定并儲(chǔ)存一最高參考值，此參考值被決定以作為已出現(xiàn)在較長(zhǎng)的第 二段預(yù)定時(shí)間的大部分(譬如數(shù)分鐘)期間的數(shù)值，而如果飛行時(shí)間信號(hào)從最高參考值改 變至實(shí)質(zhì)上已固定持續(xù)至少一較短的第三段預(yù)定時(shí)間的較低數(shù)值的話，則處理裝置開始傳 送控制信號(hào)，其中第三段預(yù)定時(shí)間最好是落于0. 5-2秒的范圍內(nèi)。超音波波束圓錐角對(duì)提供可靠的手部控制是很重要的。在圖4中，于參考位置的波束半徑為r。手部位置的波束半徑為rh。較佳地，在光源特性的控制期間，平均波束半徑 應(yīng)該幾乎等于平均手部形狀的一半長(zhǎng)度，如圖5所示。如果總控制范圍在X/2左右(對(duì)于 光源/桌應(yīng)用而言)，則在光源特性的控制期間，于最小波束半徑的超音波波束角將在Lh/2 左右。舉例而言如果Lh =150公厘且X =1.5公尺，則超音波波束角θ應(yīng)該是11度。垂 直距離X、波束角與波束半徑的函數(shù)顯示于圖6中。如圖7所示，如果手2在狹小超音波波 束4中，則可執(zhí)行光源控制。寬廣超音波波束4的縮小與超音波收發(fā)器的聲壓位準(zhǔn)(Sound PressureLevel, SPL)的增加可由號(hào)角6而達(dá)成，如圖8所示。于一較佳實(shí)施例中，光源的 光束具有小于45°的波束圓錐角θ，θ最好是小于30°。發(fā)射的超音波信號(hào)的波束圓錐 角最好是小于15°。號(hào)角6可用以降低超音波信號(hào)的波束圓錐角。為了將超音波發(fā)射器的聲壓調(diào)整成對(duì)照明系統(tǒng)及其環(huán)境的使用者呈現(xiàn)可接受、無 害與舒適的位準(zhǔn)，處理裝置更進(jìn)一步執(zhí)行一聲壓位準(zhǔn)校正步驟，其中會(huì)測(cè)量接收器所接收 的反射的超音波信號(hào)的振幅，且會(huì)調(diào)整被發(fā)射的超音波信號(hào)的振幅，以使所接收的反射信 號(hào)的振幅接近預(yù)定臨界值。在某個(gè)情勢(shì)下所接收的反射的超音波信號(hào)的振幅取決于發(fā)射振 幅、行進(jìn)距離、環(huán)境吸收(例如空氣對(duì)超音波的吸收)、以及反射的參考表面(例如固定臺(tái)、 地板等)的繞射。在光源被開啟的期間的某個(gè)情勢(shì)下，如果沒有物體移動(dòng)進(jìn)入超音波波束 的話，可假設(shè)吸收與繞射是固定的，或因?yàn)榉瓷涞奈矬w較接近超音波接收器而可假設(shè)所接 收的振幅將增加。因此，在校正之后，發(fā)射振幅可維持固定，更可以確認(rèn)或不確認(rèn)所接收的 信號(hào)總是高于所需要的臨界值。然而，假使在校正之后，照明系統(tǒng)不會(huì)(或有時(shí)不)對(duì)使用 者的控制手勢(shì)有所反應(yīng)，則可通知使用者來校正系統(tǒng)，同時(shí)將控制物體(譬如他的手)固定 于他所期望置放此物體以控制系統(tǒng)的最遠(yuǎn)點(diǎn)。發(fā)射與接收的聲壓位準(zhǔn)是以dB的單位測(cè)量，但可以以電壓表示，譬如施加在超音 波發(fā)射器上的電壓或自超音波接收器接收的電壓。至40kHz的超音波的最大可允許的聲 壓，譬如由各種不同的機(jī)關(guān)設(shè)定在IOOdB左右。然而，本發(fā)明著眼于更低的位準(zhǔn)，并將壓力 位準(zhǔn)調(diào)整至更佳的位準(zhǔn)。為了更進(jìn)一步減少音壓對(duì)使用者的影響，此系統(tǒng)被配置成用以以短(最好是最大 為100ms)間隔間歇地發(fā)射超音波信號(hào)。最好是將處理裝置設(shè)定成在光源開啟后，于一短期間，譬如在前幾秒之內(nèi)，執(zhí)行聲 壓位準(zhǔn)校正步驟。更進(jìn)一步地，將處理裝置設(shè)定成在聲壓位準(zhǔn)校正步驟之后，開始求出飛行 時(shí)間信號(hào)并傳送控制信號(hào)。再者，最好是將處理裝置設(shè)定成在求出飛行時(shí)間信號(hào)并傳送控 制信號(hào)至控制裝置時(shí)，重復(fù)地執(zhí)行聲壓位準(zhǔn)校正步驟。由此，可達(dá)成將聲壓位準(zhǔn)動(dòng)態(tài)校正至 需要操作系統(tǒng)的最低位準(zhǔn)。為了達(dá)成最小需要的聲壓位準(zhǔn)以供系統(tǒng)適當(dāng)?shù)毓ぷ?，處理裝置以一第一校正循環(huán) 開始聲壓位準(zhǔn)校正步驟，其中令超音波發(fā)射器傳遞具有一預(yù)定的最低振幅的一超音波脈 沖，測(cè)量所接收的反射信號(hào)的振幅，并以一發(fā)射振幅重復(fù)校正循環(huán)，其中發(fā)射振幅在每個(gè)后 來的循環(huán)可增加一預(yù)定值，直到所接收的反射信號(hào)的振幅等于或高于預(yù)定臨界值為止。如 果所接收的反射信號(hào)的振幅仍小于在預(yù)定的最大校正循環(huán)的數(shù)目之后的預(yù)定臨界值的話， 則處理裝置使照明系統(tǒng)發(fā)射一警告信號(hào)(譬如光源的閃爍)。圖9顯示由超音波收發(fā)器所產(chǎn)生的聲壓位準(zhǔn)(SPL)的詳細(xì)校正程序。在步驟A中， 當(dāng)開啟光源時(shí)，代表如由收發(fā)器所發(fā)射的聲壓位準(zhǔn)振幅(SPLamplT)的數(shù)值為零，而聲壓位準(zhǔn)狀態(tài)(SPLOK)的數(shù)值為零。SPLamplT的代表值可譬如以施加在收發(fā)器上的電壓表示。在步驟B中，以累進(jìn)式增加值(增益)G增加發(fā)射聲壓位準(zhǔn)振幅值，由處理裝置開 始第一校正循環(huán)。在步驟B中，收發(fā)器基于來傳遞超音波脈沖。在步驟D與E 中，處理器在20毫秒內(nèi)監(jiān)視是否接收到一大于預(yù)定臨界值的信號(hào)。如果在20毫秒之后沒 有接收到這樣的信號(hào)，則在步驟F中，等待100毫秒后，重復(fù)步驟B。如果在步驟D中判定出接收到大于預(yù)定臨界值的信號(hào)SPLamplli的話，則可能做出 SPLampl1的至少兩個(gè)額外的較小增量，以便確保發(fā)射振幅具有足夠裕度以補(bǔ)償譬如溫度改 變。因此，如果在步驟G中決定SPL OK值并未大于1，則在步驟H中把SPL OK值增加1，累 進(jìn)式增加的數(shù)值減少至先前數(shù)值的一半，且在步驟F等待100毫秒之后，自步驟B起重復(fù)循 環(huán)。在這些步驟之后，SPLampl1的最終數(shù)值系被建立并儲(chǔ)存于步驟I的存儲(chǔ)器中。接 著在光源被開啟的剩下的循環(huán)期間使用這個(gè)數(shù)值，亦即，以此數(shù)值表示的電壓如上所述地 在光源的控制期間被施加在收發(fā)器上。SPL的上述校正程序并不需要發(fā)生在例如桌子的固定參考表面上。當(dāng)使用者將他 的手保持在超音波波束中，如控制操作的最低點(diǎn)時(shí)，亦可應(yīng)用SPL的上述校正程序。由此， 可以將SPL設(shè)定于比地板更低的位準(zhǔn)。甚至可能結(jié)合SPL校正程序與手的控制移動(dòng)，在手 正在超音波波束中移動(dòng)時(shí)，來動(dòng)態(tài)校正聲壓位準(zhǔn)。圖10顯示增加在超音波脈沖的發(fā)射期間 施加在收發(fā)器上的電壓并測(cè)量從收發(fā)器所接收的反射信號(hào)的電壓，以及增加SPL OK狀態(tài)直 到超過臨界值為止的示意圖。 關(guān)于利用超音波做為光源控制的感測(cè)，有兩個(gè)重要的關(guān)鍵所在超音波的偵測(cè)，如 反射、繞射、干擾及接收器收到的額外噪聲等都可能擾亂接收的超音波信號(hào)；以及偵測(cè)使用 者物體的改變，像是不穩(wěn)定的物體(如圖IlA-圖IlC所示)、改變(參考)物體(如圖12 所示)以及同時(shí)有不同的物體等等。在圖IlA中顯示一只手2，其從Tl至T3忽然水平地移動(dòng)通過超音波波束4。在圖 IlB中顯示一只手2，其從Tl至T3忽然垂直移動(dòng)通過超音波波束4。在圖IlC中顯示一只 手2，其從Tl至T2移動(dòng)進(jìn)入超音波波束4中，并穩(wěn)定地保持于此波束中直到T3為止。理想 上在圖IlA與圖IlB中，手2忽然的移動(dòng)并未招致任何光源控制動(dòng)作。然而，圖IlC所示的 動(dòng)作為一使用者命令，其允許啟動(dòng)光源控制，如上面參考圖3所述。圖12顯示一花瓶7，其在時(shí)間Tl與T2之間被放在參考表面3 (譬如一桌面)上。 在Tl上，光源控制失能(階段A)，且當(dāng)花瓶7維持在表面3上一定時(shí)間后導(dǎo)致光源控制的 啟動(dòng)(階段B)，如上面參考圖3所述。然而，當(dāng)偵測(cè)到的飛行時(shí)間經(jīng)過一預(yù)定期間仍未改變 時(shí)，則假設(shè)新的參考物體被置放于波束中(階段C)，例如花瓶7被置放在表面3上更長(zhǎng)一 段時(shí)間時(shí)(譬如1. 5秒或更長(zhǎng))，亦即花瓶7位在波束4中持續(xù)一預(yù)定期間以上，代表花瓶 7并不是要啟動(dòng)光源控制。接著，將所測(cè)量的數(shù)值儲(chǔ)存為新的參考值，且控制變成失能(階 段D)。圖13顯示供手勢(shì)控制光源的基本算法。如果開啟光源(步驟A)并將硬件初始化 (步驟B)，則將校正聲壓位準(zhǔn)(步驟C)，如上面圖9所述。超音波收發(fā)器將送出超音波信號(hào) 以檢查(參考)物體是否存在，并將超音波的回音信號(hào)的聲壓調(diào)整至最小值。如果在一預(yù) 定期間之后沒有接收到信號(hào)(步驟D)，則產(chǎn)生一錯(cuò)誤信號(hào)并將其呈現(xiàn)給使用者(步驟E)。
然后，于固定障礙物(像是桌子、地板)上執(zhí)行參考校正(步驟F)，且在傳送一脈 沖至發(fā)射器之后，以首先接收到的回音信號(hào)為基礎(chǔ)，之后其它接收的回音信號(hào)(與首先接 收的回音比較而言)為二次或三次以上反射所產(chǎn)生的信號(hào)(如圖1所示)。這些信號(hào)會(huì)被 消除。依據(jù)本發(fā)明的更進(jìn)一步的實(shí)施例，為了提供強(qiáng)健與可靠的系統(tǒng)，處理裝置執(zhí)行一 參考校正步驟，其中對(duì)飛行時(shí)間(TOF)重復(fù)測(cè)量多次，且處理裝置決定大多數(shù)的測(cè)量的 飛行時(shí)間值(TOF1)的差異是否低于一預(yù)定臨界值z(mì)，且處理裝置計(jì)算測(cè)量的飛行時(shí)間值 (TOF1)的平均值，如果偏差低于臨界值ζ的話，儲(chǔ)存平均值于記憶裝置以作為一參考飛行時(shí) 間值(TOFkef)。如果偏差并未低于臨界值ζ的話，處理裝置產(chǎn)生一錯(cuò)誤信號(hào)。較佳地，處理裝置只有在參考飛行時(shí)間值(TOFkef)大于一預(yù)定的最小值的情況下， 才儲(chǔ)存參考飛行時(shí)間值(TOFkef)于記憶裝置中。如果參考飛行時(shí)間值(TOFkef)并未大于預(yù) 定的最小值的話，處理裝置用以產(chǎn)生一錯(cuò)誤信號(hào)。如果在參考校正步驟期間，在至少一預(yù)定數(shù)目的飛行時(shí)間測(cè)量期間內(nèi)，超音波接 收器沒有接收到信號(hào)的話，則處理裝置不儲(chǔ)存參考飛行時(shí)間值(TOFkef)于記憶裝置中并產(chǎn) 生一錯(cuò)誤信號(hào)。參考校正算法(步驟F)更進(jìn)一步被說明于圖14中。首先送出一脈沖(步驟G)， 測(cè)量超音波從收發(fā)器至參考表面且回到收發(fā)器的飛行時(shí)間(步驟H)，并將飛行時(shí)間儲(chǔ)存為 TOF1(步驟J)。如果在預(yù)定暫停時(shí)間期間(譬如3秒)之后，在兩次嘗試以上之后(步驟 L)沒有接收到信號(hào)(步驟K)，則產(chǎn)生一錯(cuò)誤信號(hào)并將其呈現(xiàn)給使用者(步驟M)。此種測(cè)量 的重現(xiàn)性是通過重復(fù)I = 0至I = 19的測(cè)量而檢查出。如果TOF1所儲(chǔ)存的數(shù)值(與兩個(gè) 最極端數(shù)值分開)是在一預(yù)定臨界值ζ之內(nèi)，則執(zhí)行一項(xiàng)檢查(步驟0)，否則再開始參考 校正。接著，計(jì)算平均參考飛行時(shí)間值TOFkef(步驟P)并將其儲(chǔ)存為代表最大可允許距離 (步驟Q)，但是只有在TOFkef大于一預(yù)定最小值時(shí)才會(huì)儲(chǔ)存，否則產(chǎn)生一錯(cuò)誤信號(hào)并將其呈 現(xiàn)給使用者(步驟R)。于此例中，此最小值為一預(yù)定最小增量的32倍，能使手部移動(dòng)的至 少32累進(jìn)式距離可被測(cè)量并轉(zhuǎn)換算成為控制指令。在手勢(shì)控制期間，不容許超過以TOFkef 表示的最大距離的移動(dòng)。參考距離將又決定控制范圍。為了提供強(qiáng)健與可靠的系統(tǒng)，處理裝置執(zhí)行一種等待以供控制致能 (wait-for-contro 1 -enab 1 ement)循環(huán)，其中是以預(yù)定間隔重復(fù)地測(cè)量飛行時(shí)間(TOF)，并 在等待以供控制循環(huán)期間比較測(cè)量的飛行時(shí)間值(TOF)與儲(chǔ)存于存儲(chǔ)器的一參考飛行時(shí) 間值(TOFkef),其中如果測(cè)量的飛行時(shí)間值(TOF)等于或大于參考飛行時(shí)間值(TOFkef)的 話，則重復(fù)測(cè)量步驟；處理裝置更進(jìn)一步?jīng)Q定測(cè)量的飛行時(shí)間值(TOF)是否小于參考飛行 時(shí)間值(TOFkef),以及在測(cè)量的飛行時(shí)間值(TOFh)與先前測(cè)量的飛行時(shí)間值(TOFih)之間 的差異是否小于一預(yù)定臨界值(tx)；且處理裝置根據(jù)飛行時(shí)間信號(hào)來傳遞控制信號(hào)至控 制裝置，其中此飛行時(shí)間信號(hào)是在決定出測(cè)量的飛行時(shí)間值(TOF)小于參考飛行時(shí)間值 (TOFeef)且偏差低于臨界值(tx)持續(xù)預(yù)定數(shù)目的重復(fù)測(cè)量之后被推導(dǎo)出。較佳地，當(dāng)決定出測(cè)量的飛行時(shí)間值(TOF)等于或大于參考飛行時(shí)間值(TOFkef) 時(shí)的預(yù)定間隔是大于當(dāng)決定測(cè)量的飛行時(shí)間值(TOF)是小于參考飛行時(shí)間值(TOFkef)的預(yù) 定間隔。處理裝置計(jì)算測(cè)量的飛行時(shí)間值(TOF)的平均值并儲(chǔ)存平均值于記憶裝置中，當(dāng)
8處理裝置決定出偏差低于臨界值(tx)持續(xù)預(yù)定數(shù)目的重復(fù)測(cè)量之后，依據(jù)在測(cè)量的飛行 時(shí)間(TOF)與平均值飛行時(shí)間之間的正或負(fù)差異，來傳遞控制信號(hào)至控制裝置。為了決定所欲被傳送至控制裝置的控制信號(hào)，處理裝置將測(cè)量的飛行時(shí)間值 (TOF)的差異修整成在測(cè)量的飛行時(shí)間(TOF)與平均值飛行時(shí)間之間的最大允許的正或負(fù) 差異。處理裝置計(jì)算最大允許的正與負(fù)差異，以使負(fù)差異小于平均值飛行時(shí)間，并使正差異 小于在參考飛行時(shí)間(TOFkef)與平均值飛行時(shí)間之間的差異。在參考校正(步驟F)之后，將此系統(tǒng)設(shè)定成為一種「等待_控制-啟動(dòng)」?fàn)顟B(tài)(步 驟S)，如圖15所示。將取樣頻率減少至4Hz (250毫秒)(步驟V)。此系統(tǒng)將通過測(cè)量飛行 時(shí)間(TOFh)(步驟T，更詳細(xì)顯示于圖16中；暫停=100毫秒)并比較飛行時(shí)間(TOFh)與 參考值(TOFkef)(步驟U)來決定一障礙物/物體(例如手)。只要飛行時(shí)間(TOFh)大于或 等于參考值(TOFkef)，就假設(shè)沒有物體出現(xiàn)在波束中，且此系統(tǒng)將以取樣頻率重復(fù)此循環(huán)。如果飛行時(shí)間(TOFh)小于參考值(TOFkef)，則在1秒期間執(zhí)行二十次測(cè)量(H = 0 至19)，用以通過檢查飛行時(shí)間(TOFh)與先前測(cè)量飛行時(shí)間(TOFih)之間的差異是否小于 一預(yù)定臨界值tx (譬如表示2公分的距離的數(shù)值)來檢查物體是否穩(wěn)定位于某位置(步驟 V)。如果差異小于預(yù)定臨界值tx，則儲(chǔ)存飛行時(shí)間(TOFh)(步驟W)，且算法繼續(xù)至圖13中 的致能控制步驟(步驟X)。在致能控制循環(huán)期間，系統(tǒng)檢查物體(手)是否仍然出現(xiàn)在波 束中(圖13與圖17的步驟X3)并檢查物體是否完成控制手勢(shì)，如圖13與圖17的步驟X4， 更詳細(xì)說明請(qǐng)參考圖17。經(jīng)由上述算法，此系統(tǒng)將不會(huì)在等待-控制-啟動(dòng)循環(huán)期間對(duì)超 音波波束的短時(shí)間(< 1秒)擾動(dòng)有所反應(yīng)。如果接收到回音信號(hào)，則將以減少的取樣頻 率實(shí)行連續(xù)檢查。通過以上提出的算法，光源將只有在手部移動(dòng)滿足某個(gè)輪廓(profile)時(shí)才能被 控制，如圖3所示。當(dāng)手2在超音波波束4外部移動(dòng)時(shí)(圖3的步驟D)，控制會(huì)變成失能。 當(dāng)參考物體改變時(shí)，控制亦變成失能，如上面圖12所述?，F(xiàn)在將參考圖17與圖18 (其中C與FC以數(shù)值0開始)，來更進(jìn)一步說明啟動(dòng)-控 制算法(步驟X)。為了提供反饋給使用者關(guān)于啟動(dòng)控制的事實(shí)，提供一視覺信號(hào)，舉例而 言，于本實(shí)施例中將開啟綠色LED (步驟XI)。取樣頻率增加至40Hz?；谒鶝Q定的飛行時(shí)間，將自動(dòng)決定控制范圍(步驟X2)，如顯示于圖19與圖20 中。最好是選擇級(jí)距NSt。t的總數(shù)，以使系統(tǒng)的靈敏度(亦即控制級(jí)距的長(zhǎng)度)大概是2公 分，其是對(duì)應(yīng)至0. 116毫秒的TOF (2*0. 02m/345m/s)。32個(gè)較佳數(shù)目的控制級(jí)距使手的控 制范圍落在64cm，其中手的初始位置為此范圍的中心。然而，如果手比32公分(減去由裕 度邊緣TOFBS與TOFBR所反射的裕度)更接近收發(fā)器或參考表面，則在手的任一面上，控制 范圍無法達(dá)到32公分，因此將控制范圍的上限或下限(RangeMin或RangeMax)定位在各個(gè) 裕度邊緣(T0FBR或T0FBS)而改變控制范圍。在收發(fā)器與手之間的飛行時(shí)間(T0F。)被決定。執(zhí)行連續(xù)檢查以決定手是否仍然在 波束中(步驟X3)，并決定手是否正在移動(dòng)(步驟X4)。如果手不在超音波波束中持續(xù)一段 預(yù)定的時(shí)間，則控制將變成失能。如果手在波束中，但未移動(dòng)持續(xù)至少一秒，則檢查光特性 在那之前是否已受到控制(FC >0)。如果未受到控制，則將FC重置至0且控制變成失能。 如果受到控制，則切換控制模式以控制不同的光特性(由提高了 1的FC表示)，且算法回到 飛行時(shí)間(TOFc)判定循環(huán)。
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如果決定手正在移動(dòng)(步驟X4)，則檢查飛行時(shí)間(TOFc)是否在計(jì)算范圍之內(nèi)(步 驟X5)。如果飛行時(shí)間(TOFc)在此范圍外，譬如通過以最接近的最大值置換飛行時(shí)間(TOFc) 以進(jìn)行修整(步驟X6)，如圖21中顯示的修整控制。方向(步驟X7)與級(jí)距NSaet的數(shù)目 (步驟X8)被計(jì)算，其為了控制目的將物理的手位置轉(zhuǎn)換算成一數(shù)字位置數(shù)值。NSact是通過將所測(cè)量的飛行時(shí)間TOF(TOFc-TOFf1)中的差異除以飛行時(shí)間TOF而 計(jì)算出。這些數(shù)值被轉(zhuǎn)換算成送出至LED驅(qū)動(dòng)器的一驅(qū)動(dòng)信號(hào)，用以控制光束特性。FC的 目前數(shù)值決定哪一個(gè)光特性受到控制(步驟X9)。于此例中，只有兩個(gè)待被控制的特性「基 本控制」與「微調(diào)控制」，但并不限于這兩種控制。此種用以控制光特性的控制循環(huán)被重復(fù)， 直到控制被關(guān)閉為止，或直到FC被提高以使不同的光特性受到控制為止。如果一連串測(cè)量的飛行時(shí)間信號(hào)符合一預(yù)定行為時(shí)，控制裝置將光源從其中一個(gè) 光束特性的調(diào)整改變成另一個(gè)光束特性的調(diào)整。此預(yù)定行為可為飛行時(shí)間值在一預(yù)定的期 間內(nèi)實(shí)質(zhì)上呈現(xiàn)固定、預(yù)定數(shù)目交替的高與低飛行時(shí)間值或預(yù)定數(shù)目交替的飛行時(shí)間值的 存在與缺少。本發(fā)明基于一選單結(jié)構(gòu)而提出三個(gè)不同的方法以作為選擇待被控制的光束特性 的例子。在第一方法中，基本光源控制將在譬如1秒期間基于物體(亦即，手2)的維持不 動(dòng)而被選擇?；究刂频倪x擇的第二方法是基于手的旋轉(zhuǎn)。供基本光源控制用的選單控制 中的選擇的第三方法，是基于朝水平方向橫越超音波波束的手(假設(shè)超音波波束朝垂直方 向延伸)。利用這些方法，可以以一種連續(xù)方式選擇基本光源控制，如顯示于圖22圖。這意 味著如果使用者首先選擇光色彩(從ι秒至1. 8秒)，則在1秒以后(于2. 8秒)繼續(xù)控制 選擇朝向選擇的色彩的色溫的控制。然后，色溫的控制亦通過手部移動(dòng)(從2. 8秒)而達(dá) 成?？刂品秶袷怯糜谙惹盎究刂埔粯拥乇贿x擇。圖23-圖28顯示供三個(gè)基本LED光源控制用的選單中的不同步驟的一例。在圖 23中，色彩是由手2的上下移動(dòng)所控制。在圖24中，手2是于特定期望的色彩維持不動(dòng)持 續(xù)1秒，便能選擇此特定色彩，而在圖25中，將控制選擇切換至色溫控制。在圖26中，手2 于一特定期望的色溫維持不動(dòng)再持續(xù)1秒，便能選擇此特定色溫，而在圖27中，將控制選擇 切換至光強(qiáng)度。在圖28中，手2是于一特定期望的光強(qiáng)度維持不動(dòng)，便能選擇此特定光強(qiáng) 度，而關(guān)閉控制。光源控制亦可通過手的旋轉(zhuǎn)而將一個(gè)基本控制切換至另一基本控制。因此，必須 做出手與超音波波束之間的一某個(gè)角度變化(參見圖29)。如果在手與超音波波束之間的 角度為90度，則最大的回音信號(hào)將被超音波收發(fā)器所接收。如果手做出與超音波波束的45 度的角度，則(幾乎)沒有回音信號(hào)將被收發(fā)器所接收，其乃因?yàn)榛匾粜盘?hào)被手反射至另一 個(gè)位置?？蛇x擇一特定的飛行時(shí)間變化曲線，用以選擇一選單中的其中一個(gè)基本控制，譬如 圖29所示。利用此種方法，使用者可從一個(gè)基本控制切換至另一個(gè)，而不需要控制每個(gè)基 本控制?；竟庠纯刂频倪x擇亦可通過橫越超音波波束的(水平)手部移動(dòng)而達(dá)成，如顯 示于圖30。飛行時(shí)間是以高取樣頻率受到測(cè)量，且交替TOF信號(hào)(低-高-低等等)被認(rèn) 定為一特定的飛行時(shí)間變化曲線，其可被選擇為一選單中的基本控制。相較于電視而言，電視控制所提供的反饋像是對(duì)比、亮度、飽和等等的基本功能是
10經(jīng)由顯示器提供給使用者。在光源控制系統(tǒng)中，使用者輸入光源控制指令之前，期間或之 后，關(guān)于系統(tǒng)的狀態(tài)及操作的反饋或信息也應(yīng)當(dāng)提供給使用者。舉例而言，如果光源控制系 統(tǒng)并未接收到控制信號(hào)或信號(hào)太弱，則需要給使用者某些錯(cuò)誤信息提醒使用者注意。依據(jù)所使用的光源控制應(yīng)用，像是遙控控制、超音波或視信式手勢(shì)控制，可提出不 同的反饋機(jī)構(gòu)。在選單控制系統(tǒng)中，必須做出對(duì)使用者而言看得見的改變。亦，當(dāng)控制致能時(shí)，必 須提供反饋。如果產(chǎn)生錯(cuò)誤，亦必須將錯(cuò)誤提供反饋給使用者。亦即，提供不同種類的錯(cuò)誤 信息給使用者或給一服務(wù)環(huán)境，以進(jìn)行錯(cuò)誤的快速分析與修正。因此，處理裝置可傳遞一使用者反饋信號(hào)至控制裝置，使光源特性改變或在鄰近 位置呈現(xiàn)不同特性，因此使用者可將特性的改變或鄰近的不同光源特性認(rèn)定為一反饋信號(hào)。較佳地，處理裝置傳遞使用者反饋信號(hào)至控制裝置持續(xù)一段短時(shí)間，譬如0. 2-5 秒，并接著傳遞一信號(hào)至控制裝置，以使光源特性返回至先前狀態(tài)或被設(shè)定到一預(yù)定穩(wěn)定 狀態(tài)，例如關(guān)閉狀態(tài)。用來反饋給使用者的第一提案是通過光脈沖或光的閃爍來發(fā)送信息。眼睛對(duì)于 60Hz以下的光閃爍是非常敏感的。閃爍可通過很快再次開燈與關(guān)燈而完成。用以建立光閃 爍的替代方案為實(shí)時(shí)降低光強(qiáng)度持續(xù)一段非常短的瞬間，并使其改變回到原始的光強(qiáng)度。 于一較佳實(shí)施例中，反饋信號(hào)能使光源強(qiáng)度在短時(shí)間之內(nèi)明顯改變至少兩次。用來反饋給使用者的第二提案是通過光色彩改變或色溫改變來發(fā)送信息。不同色 彩或色溫可提供不同信息給使用者。于一更進(jìn)一步的較佳實(shí)施例中，反饋信號(hào)能使色溫在 短時(shí)間之內(nèi)明顯改變至少兩次。前兩個(gè)方法的組合亦可傳遞額外信息給使用者。第三提案是通過使用LED陣列光源作成文字反饋。如圖31所示，通過將LED置放 在一陣列中，控制裝置個(gè)別地供電給LED陣列中的LED以形成陣列文字信息或圖像。圖31 顯示消息正文「E2」的一例，其可能是某個(gè)錯(cuò)誤信息。依此方式，LED光源被使用作為顯示 器，用以在一錯(cuò)誤控制期間傳遞不同文字信息給使用者。較佳地，光源包含一透鏡，將LED陣列投影于一參考表面上。超音波發(fā)射器及/或 接收器最好是內(nèi)建于透鏡的中心。透鏡最好是可調(diào)整地安裝于光源中，以使其于光源與參 考表面之間所測(cè)量的距離成為可調(diào)節(jié)的。如圖32所示，LED陣列的文字通過一透鏡8而投 射在像是桌子、壁面或地板的物體表面。在如上所述的超音波式手勢(shì)光控系統(tǒng)中，通過超音 波傳感器5的TOF測(cè)量(于此顯示內(nèi)建在透鏡8中)可使用透鏡8與物體(焦距f)之間 的距離。利用此種信息，可依據(jù)距離與物體的函數(shù)來調(diào)整焦距(自動(dòng)聚焦)，舉例而言，步進(jìn) 馬達(dá)可執(zhí)行透鏡8焦距的調(diào)整。理想上，超音波控制的照明系統(tǒng)易于大量生產(chǎn)，所需的只是低成本元件，并具有小 尺寸。為了將光源的成本減至最小并具有控制所有像是色彩、強(qiáng)度等等的可能的照明參數(shù) 的可能性，將用以執(zhí)行控制功能所需要的電子電路整合于光源中。用來作手勢(shì)控制的微處 理器亦整合于LED控制微處理器中，以減少更多的成本。將超音波傳感器整合于光源中，使 人們得以降低成本、縮小產(chǎn)品尺寸。因此本發(fā)明更進(jìn)一步揭露一種照明系統(tǒng)的實(shí)施例，其包含一光源，光源包含一陣列的LED，將電力變換成具有例如強(qiáng)度、色彩、色溫的特性的一光束；一控制裝置，包含一 LED驅(qū)動(dòng)器與一脈沖寬度調(diào)變器，用以調(diào)整光束特性；一數(shù)字模擬(DA)轉(zhuǎn)換器、一超音波驅(qū) 動(dòng)器以及一超音波發(fā)射器，用以將一數(shù)字發(fā)射信號(hào)轉(zhuǎn)換成一超音波脈沖的發(fā)射；一超音波 接收器與一放大器，用以接收反射的超音波信號(hào)并將超音波信號(hào)變換成一電壓；一比較器， 用以在電壓大于一預(yù)定臨界值的情況下產(chǎn)生一數(shù)字接收信號(hào)；以及一處理裝置，用以推導(dǎo) 出表示在發(fā)射與接收信號(hào)之間的時(shí)間差的一飛行時(shí)間信號(hào)，并依據(jù)飛行時(shí)間信號(hào)來傳遞控 制信號(hào)至控制裝置，其中處理裝置、脈沖寬度調(diào)變器、DA轉(zhuǎn)換器及比較器是整合于單一微控 制器芯片中。請(qǐng)參考圖33，如上所述的微控制器13傳遞一數(shù)字脈沖信號(hào)至超音波收發(fā)器5的 超音波發(fā)射器，該發(fā)射器包含一超音波驅(qū)動(dòng)器與一超音波發(fā)送器，當(dāng)超音波發(fā)射器接收到 數(shù)字脈沖信號(hào)后，超音波驅(qū)動(dòng)器使超音波發(fā)送器發(fā)送超音波信號(hào)。數(shù)字脈沖信號(hào)是通過微 控制器13的控制部13A而產(chǎn)生，并通過微控制器13中的DA轉(zhuǎn)換器17而轉(zhuǎn)換成一電氣脈 沖，此種脈沖將被預(yù)處理器10中的放大器18放大(更詳細(xì)顯示于圖34中)成可被超音波 發(fā)射器部所使用的數(shù)值。然后，超音波收發(fā)器5傳遞一超音波信號(hào)(譬如于40kHz的頻率 下)，而物體將反射此種超音波信號(hào)。超音波收發(fā)器5具有一超音波接收器與一接收超音波 放大器，用以接收反射的超音波信號(hào)并將超音波信號(hào)變換成一電壓，及一比較器，當(dāng)電壓大 于一預(yù)定臨界值時(shí)，產(chǎn)生一數(shù)字接收信號(hào)，預(yù)處理器10接收經(jīng)由超音波收發(fā)器5接收數(shù)字 接收信號(hào)，為了減少外部擾動(dòng)的影響，信號(hào)被譬如20kHz的二階高通濾波器11所過濾，以從 接收的信號(hào)中濾除低頻信號(hào)。在過濾之后，信號(hào)是被預(yù)處理器10中的放大器12放大。較 佳地，超音波驅(qū)動(dòng)器、接收超音波放大器與二階高通濾波器11是整合于預(yù)處理器10中。微控制器13包含一比較器14，其從由預(yù)處理器10所接收的電性信號(hào)建立一數(shù)字 脈沖信號(hào)，其可被微控制器13處理。微控制器13為一處理裝置，可推導(dǎo)出在該數(shù)字傳輸與 接收信號(hào)之間的時(shí)間差的一飛行時(shí)間信號(hào)，并依據(jù)該飛行時(shí)間信號(hào)將一控制信號(hào)傳遞至一 脈沖寬度調(diào)變器20，信號(hào)經(jīng)過調(diào)變后送至LED驅(qū)動(dòng)器19以驅(qū)動(dòng)LED21。微控制器13更包 含LED驅(qū)動(dòng)器部13B與微控制器的控制部13A，而LED驅(qū)動(dòng)器部13B具有連接至LED驅(qū)動(dòng)器 19的脈沖寬度調(diào)變器20以及共享的ROM 15與RAM 16的一部分。較佳地，該微控制器13、 該脈沖寬度調(diào)變器20、該數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器17以及該比較器14整合于單一微控制器芯片中。驅(qū)動(dòng)LED的微控制器13屬于現(xiàn)有技藝，但是更進(jìn)一步被程序化成用以執(zhí)行如上所 述的控制功能。微控制器13可以是簡(jiǎn)單的處理器，譬如屬于單芯片8位8051/80C5微控 制器家族，最好是包含小型隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(Randon Access Memory, RAM)與只讀存儲(chǔ)器 (Read Only Memory, ROM)。ROM 15最好是小于4kB，甚至可以小至2kB，而RAM 16最好是 小于512kB，甚至可以小至256kB。圖35顯示依據(jù)本發(fā)明的照明系統(tǒng)，其包含具有標(biāo)準(zhǔn)白熾光源型配件的外殼，配置 成圓形的十個(gè)LED 21，以及在號(hào)角6中的一收發(fā)器5。像是微控制器13、預(yù)處理器10與LED 驅(qū)動(dòng)器19的所有電子元件內(nèi)建在外殼23中，而連接部22可制成與一般燈泡燈座兼容的結(jié) 構(gòu)，因此可簡(jiǎn)單安裝本照明系統(tǒng)。本發(fā)明的照明系統(tǒng)易于控制，并具有簡(jiǎn)單的使用者接口，其并不需要例如遙控器 的額外設(shè)備，也具有堅(jiān)固性、對(duì)于環(huán)境條件的獨(dú)立性、控制移動(dòng)的一維辨識(shí)以及其低處理功 率需求。
綜上所述，雖然本發(fā)明已以一較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本 發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更 動(dòng)與潤(rùn)飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的申請(qǐng)專利范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種照明系統(tǒng)，其特征在于，包含一光源，包含一陣列的發(fā)光二極管，用以將電力轉(zhuǎn)換成一光束，其具有強(qiáng)度、色彩、色溫的特性；一控制裝置，包含一發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)器與一脈沖寬度調(diào)變器，用以調(diào)整該光束特性；一數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器、一超音波驅(qū)動(dòng)器與一超音波發(fā)送器，用以將一數(shù)字傳輸信號(hào)轉(zhuǎn)換成一超音波脈沖；一超音波接收器與一放大器，用以接收反射的超音波信號(hào)并將該超音波信號(hào)轉(zhuǎn)換成一電壓，以及一比較器，用以在該電壓大于一預(yù)定臨界值的情況下產(chǎn)生一數(shù)字接收信號(hào)；一處理裝置，用以推導(dǎo)出表示在該數(shù)字傳輸與接收信號(hào)之間的時(shí)間差的一飛行時(shí)間信號(hào)，并依據(jù)該飛行時(shí)間信號(hào)將一控制信號(hào)傳遞至該控制裝置，其中該處理裝置、該脈沖寬度調(diào)變器、該數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器以及該比較器是整合于單一微控制器芯片中。
2.如權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，該微控制器芯片選自于單芯片8位 8051/80C51微控制器家族。
3.如權(quán)利要求2所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，該微控制器包含一只讀存儲(chǔ)器小于4kB 以及一隨機(jī)存取存儲(chǔ)器小于512kB。
4.如權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，該超音波發(fā)送器與該超音波接收器整 合于一壓電式超音波收發(fā)器中。
5.如權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，該超音波驅(qū)動(dòng)器與該放大器整合于一 預(yù)處理器中。
6.如權(quán)利要求5所述的照明系統(tǒng)，其特征在于，該預(yù)處理器還包含一個(gè)二階高通濾波 器，用以從該接收的信號(hào)中濾除多個(gè)低頻信號(hào)。
全文摘要
一種照明系統(tǒng)包含一光源，包含一陣列的發(fā)光二極管，用以將電力轉(zhuǎn)換成一光束，其具有例如強(qiáng)度、色彩、色溫的特性；一控制裝置，包含一發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)器與一脈沖寬度調(diào)變器，用以調(diào)整該光束特性；一數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器、一超音波驅(qū)動(dòng)器與一超音波發(fā)送器，用以將一數(shù)字傳輸信號(hào)轉(zhuǎn)換成一超音波脈沖；一超音波接收器與一放大器，用以接收反射的超音波信號(hào)并將該超音波信號(hào)轉(zhuǎn)換成一電壓，以及一比較器，用以在該電壓大于一預(yù)定臨界值的情況下產(chǎn)生一數(shù)字接收信號(hào)；一處理裝置，用以推導(dǎo)出表示在該數(shù)字傳輸與接收信號(hào)之間的時(shí)間差的一飛行時(shí)間信號(hào)，并依據(jù)該飛行時(shí)間信號(hào)將一控制信號(hào)傳遞至該控制裝置。
文檔編號(hào)H03K17/00GK101939914SQ200780101268
公開日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2007年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月26日
發(fā)明者湯尼·彼特·凡艾德 申請(qǐng)人:建興電子科技股份有限公司