Твердотельный источник света с обратной связью по цвету и комбинированное средство связи
Настоящее изобретение относится к устройству светового сенсора, содержащему подложку (18), первую светочувствительную область (14, 15) и вторую светочувствительную область (12, 13), первое устройство (22) оптического фильтра, назначенное в упомянутую первую область (14) и приспособленное фильтровать спектр видимого света, и второе устройство (24) оптического фильтра, назначенное в упомянутую вторую область (12) и приспособленное фильтровать спектр невидимого света, предпочтительно спектр света инфракрасного излучения. Упомянутые первая и вторая светочувствительные области (12, 14) изготовлены на одной и той же подложке (18) прилежащими друг к другу с возможностью формирования одного интегрированного компонента сенсора. Светодиод инфракрасного излучения расположен на подложке (18) для передачи информации и/или управляющих сигналов через инфракрасный свет. Изобретение также относится к лампе, содержащей такое устройство (10) светового сенсора. Настоящее изобретение обеспечивает конструкцию светового сенсора, который является компактным, относительно недорогим и простым в сборке. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 8 ил.
Изобретение относится к устройству светового сенсора. Изобретение дополнительно относится к лампе, содержащей такое устройство светового сенсора.
Источники освещения собираются изменяться таким образом, что традиционные источники освещения (например, сигнальные фонари, лампы и т.д.) и системы все больше и больше оснащают источниками света на основе светодиодов. Основными преимуществами этих источников света на светодиодах являются более высокая эффективность и их увеличенный срок службы. Вследствие очень малых размеров светодиодов и их гибких конструктивных параметров конструкторам ламп предоставляются новые и интересные возможности.
Первоначальные применения светодиодов, например небольших сигнальных фонарей, значительно расширились. Очень часто комбинации из множества светодиодов (соединенных последовательно и/или параллельно) используют для того, чтобы увеличить излучаемую мощность света и, следовательно, реализовать физически большие источники освещения высокой яркости, например светофоров. Также в автомобильной области все в большей степени осуществляют источники освещения на светодиодах. В настоящее время их можно обнаружить в качестве систем лампы заднего хода, лампы тормоза и лампы указателя поворотов. Были сделаны первые попытки использовать их в качестве фар, и результаты выглядят обещающими.
Кроме того, типичный рынок для источников света на основе светодиодов будет в области профессионального освещения, а также в сфере потребительских применений (например, освещение окружающей среды дома). Особенно в этих применениях задают более высокие требования к источникам света. В частности, чтобы выполнить требования, необходимо очень хорошее качество цвета (например, визуализация света). Кроме того, дополнительный интерес представляла бы адаптация самого цвета (и/или температуры цвета) таких источников света на светодиодах к требованиям пользователей. Все это требует очень специализированных и адаптированных схем электронного возбуждения для источников света на светодиодах.
Обычно белый свет генерируют посредством комбинации нескольких разных светодиодов (с различными цветами). В принципе, смешивание этих разных цветов используют для того, чтобы генерировать желаемый белый свет (или также каждый другой цвет) с требуемой характеристикой. Очень часто используют красный (R), зеленый (G) и синий (В) светодиоды. Чтобы улучшить качество цвета, могли бы быть добавлены дополнительные цвета, например янтарный (А). В принципе, также могут быть использованы другие комбинации цветов. Посредством таких комбинаций можно регулировать излучаемую мощность света (световой поток) и температуру цвета белого света. Но также могли бы быть сгенерированы другие цвета (например, оранжевый), если используют только специальные комбинации светодиодов с разными сигналами электронного возбуждения.
Однако эти возможности требуют очень специализированных схем электронного возбуждения для каждого (или комбинаций) светодиода таких источников света. Кроме того, может быть осуществлен контур (управление) обратной связи на основе сенсора, чтобы измерять характеристику света и направлять излучаемую мощность света в желаемую характеристику. В качестве сенсоров могут быть использованы фоточувствительные устройства, такие как световые сенсоры (измеряющие световой поток) или (активные) сенсоры цвета (измеряющие спектр света). Они могут быть дополнены посредством устройств измерения температуры или других устройств. Все считанные данные будут использованы для подачи в схемы управления устройства освещения, которые будут независимо регулировать токи возбуждения светодиодов, до тех пор, пока не будет достигнута требуемая характеристика света. Токи электронного возбуждения светодиодов могут быть изменены в широком множестве основных схем, которые являются уровнем данной области техники. В качестве иллюстрации должны быть упомянуты широтно-импульсная модуляция (PWM), амплитудная модуляция (AM), а также возбуждение постоянным током.
Кроме того, будет потребностью установить линию связи между источником света и устройством управления или даже между разными источниками света в одной области, такой как, например, комната. Это предусматривало бы беспроводное управление источником света (яркостью, а также цветом) или предусматривало бы регулировки (яркости или цвета) между несколькими источниками света.
Устройство светового сенсора, которое упомянуто выше, например, раскрыто в US 2004/0105264 A1. Устройство светового сенсора, в соответствии с указанным документом, использует фотодетекторы с конкретной спектральной чувствительностью, чтобы детектировать конкретный цвет. Измерение сенсора затем используют, чтобы управлять такими элементами излучения света, как светодиоды.
Документ US 2006/0092407 A1 раскрывает способ и устройство, предназначенные для идентификации среды воспринятого света. В частности, множество источников света используют, чтобы создавать множество считанных данных, соответствующее разным диапазонам света, и по меньшей мере часть одного из диапазонов света находится в спектре видимого света. Для каждого диапазона света обеспечен один световой сенсор.
Подходы к световым сенсорам, известные в данной области техники, имеют совместно то, что они используют множество элементов сенсоров для разных диапазонов света, что дает в результате устройство, которое является сложным с точки зрения проводных соединений и, следовательно, дорогим и громоздким, ограничивая область возможных применений, в частности, в небольших лампах на светодиодах. Эти недостатки устройств световых сенсоров предшествующего уровня техники становятся более критичными, если устройство должно быть обеспечено функциональной возможностью сенсора инфракрасного излучения, например, чтобы детектировать управляющие сигналы, переданные беспроводным способом.
US 2006/0124833 раскрывает способ и устройство, предназначенные для сбора физической информации.
WO 00/37904 раскрывает светильник на светодиоде.
US 2005/0179404 раскрывает балластный резистор с процессором.
Ввиду вышеизложенного, таким образом, задачей настоящего изобретения является предоставление устройства светового сенсора, которое является относительно недорогим, допускает относительно простую сборку и имеет относительно малую конструкцию.
Эту задачу решают с помощью устройства светового сенсора, которое содержит подложку, первую светочувствительную область, вторую светочувствительную область, первое устройство оптического фильтра, назначенное в упомянутую первую область и приспособленное фильтровать спектр видимого света, второе устройство оптического фильтра, назначенное в упомянутую вторую область и приспособленное фильтровать спектр невидимого света, и светодиод инфракрасного излучения, расположенный на подложке, предназначенный для передачи информации и/или управляющих сигналов через инфракрасный свет, причем упомянутые первая и вторая светочувствительные области изготовлены на одной и той же подложке прилежащими друг к другу с возможностью формирования одного интегрированного компонента сенсора.
Иначе говоря, это означает, что настоящее изобретение предусматривает один интегрированный компонент сенсора, содержащий предпочтительно одинаковые светочувствительные области, одна из которых является реагирующей на видимый свет, а другая чувствительная область является реагирующей на невидимый свет, предпочтительно инфракрасный свет. Это выполняют с помощью первого и второго устройств фильтра, причем первое приспособлено фильтровать спектр видимого света (имея в виду, что спектр видимого света проходит сквозь), а второе устройство приспособлено фильтровать спектр невидимого спектра, предпочтительно спектр инфракрасного света. Поскольку функциональные возможности для видимого света и невидимого света, предпочтительно инфракрасного света, реализованы на одной и той же подложке, результирующий компонент сенсора является небольшим и менее дорогим по сравнению с решениями, использующими множество дискретных элементов сенсоров. Кроме того, результирующий компонент сенсора требует меньших размеров проводных соединений для соединения его с устройством управления лампы. Устройство светового сенсора является выгодным в том, что устройство светового сенсора также может быть использовано для передачи информации. Светодиод инфракрасного излучения интегрирован на той же самой подложке, что и светочувствительные области, таким образом, что выполняют компактный компонент светового сенсора с дополнительной функциональной возможностью передачи.
Подводя итог, настоящее изобретение позволяет реализовать очень компактное или эффективное с точки зрения стоимости устройство светового сенсора, обеспеченное функциональными возможностями также воспринимать инфракрасный свет или ультрафиолетовый свет, используемый для передачи управляющих сигналов. Поскольку устройство светового сенсора, в соответствии с настоящим изобретением, является очень компактным устройством, лампа, включающая в себя устройство светового сенсора, также может быть сконструирована с малым коэффициентом формы.
В контексте настоящего изобретения устройство оптического фильтра означает любой тип фильтра, приспособленный пропускать спектр определенного света и блокировать спектр другого света. Помимо фильтров из оптического стекла также являются применимыми, например, интерференционные фильтры.
В предпочтительном варианте осуществления упомянутые первая и вторая светочувствительные области обеспечены по меньшей мере в одном окне подложки, а упомянутые первое и второе устройства фильтра расположены над упомянутым окном.
Указанная мера имеет преимущество в том, что чувствительные области экранированы от прямого света, который обычно был бы не блокирован с помощью соответственного устройства фильтра. Следовательно, результат восприятия может быть улучшен.
В дополнительном и предпочтительном варианте осуществления обе светочувствительные области являются чувствительными к видимому свету, а также инфракрасному свету, и упомянутый спектр невидимого света является спектром инфракрасного света.
Иначе говоря, это означает, что обе чувствительные области являются чувствительными к одному и тому же диапазону спектра света и, следовательно, имеют одинаковую структуру.
Преимуществом указанной меры является то, что расходы для устройства могут быть дополнительно уменьшены с использованием одинаковых структур и одинаковых технологий изготовления, такой как кремниевая технология.
В дополнительном и предпочтительном варианте осуществления по меньшей мере одна из упомянутых светочувствительных областей обеспечена по меньшей мере одним фотодиодом PIN.
Указанная мера доказала преимущество на практике. Следует заметить, что светочувствительная область может содержать один или более фотодиодов PIN, расположенных параллельно или последовательно. Число фотодиодов PIN и способ из соединения друг с другом зависит от требуемой чувствительности сенсора.
В дополнительном и предпочтительном варианте осуществления упомянутая первая область приспособлена формировать три чувствительные области, причем каждой области назначено устройство оптического фильтра, при этом упомянутые устройства оптического фильтра разделяют спектр видимого света на три подспектра. Предпочтительно упомянутые устройства оптического фильтра приспособлены фильтровать красный, зеленый и синий свет.
Обеспечение трех независимых чувствительных областей позволяет улучшить качество и точность сенсора. В частности, три устройства оптического сенсора, чувствительные к красному, зеленому и синему свету, позволяют сконструировать устройство светового сенсора, которое может воспринимать весь спектр видимого света и, следовательно, сделать возможным точное управление цветом лампы. Это выполняют без большой и занимающей пространство конструкции.
Конечно, также было бы возможно использовать другое число светочувствительных областей и, следовательно, другое число устройств фильтра.
В дополнительном и предпочтительном варианте осуществления по меньшей мере одна из упомянутых чувствительных областей соединена по меньшей мере с одним каскадом усилителя для усиления излучаемой мощности упомянутой чувствительной области. Предпочтительно каскад усилителя также изготовлен на одной и той же подложке.
Объединение каскада усилителя на одной и той же подложке улучшает качество сигнала измерения и, следовательно, общее качество устройства сенсора. Вследствие того факта, что каскад усилителя изготовлен на одной и той же подложке, результирующее устройство является еще более компактным, а усилия проводных соединения являются малыми.
В дополнительном и предпочтительном варианте осуществления выход по меньшей мере одного из упомянутых каскадов усилителя соединен со средством фильтра.
Указанная мера имеет преимущество в том, что качество измерения устройства сенсора может быть дополнительно улучшено, поскольку сигналы, не представляющие интереса, выше определенной частоты (частоты среза фильтра нижних частот) могут быть отфильтрованы и, следовательно, больше не являются частью выходного сигнала. Упомянутое средство фильтра предпочтительно является средством фильтра нижних частот.
В предпочтительном варианте осуществления светодиод инфракрасного излучения возбуждают с помощью схемы контроллера для передачи упомянутой информации и/или управляющих сигналов.
Устройство светового сенсора в соответствии с настоящим изобретением может быть включено в лампу, которая содержит по меньшей мере один источник света, предназначенный для излучения видимого света, и схему управления, предназначенную для управления цветом источника света, причем устройство светового сенсора в соответствии с настоящим изобретением соединено с упомянутой схемой управления для подачи информации о цвете излученного света.
Следует заметить, что источник света может содержать по меньшей мере один светодиод (LED), органический светодиод (OLED) или светодиод на основе поликристаллического кремния (P-LED) либо их комбинацию. Настоящее изобретение не ограничено конкретным типом источника света, однако применение устройства светового сенсора в соответствии с настоящим изобретением в области освещения со светодиодами является наиболее обещающим.
Дополнительные признаки и преимущества могут быть получены из следующего описания и прилагаемых чертежей.
Следует понимать, что признаки, упомянутые выше, и признаки, которое еще должны быть объяснены ниже, могут быть использованы не только в соответствующих указанных комбинациях, но также в других комбинациях или отдельно, не выходя за рамки объема настоящего изобретения.
Варианты осуществления изобретения изображены на чертежах и будут объяснены более подробно в описании ниже со ссылкой на чертежи. На чертежах:
фиг.1 изображает блок-схему устройства сенсора в соответствии с настоящим изобретением;
фиг.2А и 2В изображают схематические виды структур двух разных вариантов осуществления настоящего изобретения;
фиг.3 изображает блок-схему устройства светового сенсора в соответствии с дополнительным вариантом осуществления;
фиг.4 изображает блок-схему дополнительного варианта осуществления настоящего изобретения;
фиг.5 изображает блок-схему дополнительного варианта осуществления настоящего изобретения;
фиг.6 изображает блок-схему дополнительного варианта осуществления настоящего изобретения; и
фиг.7 изображает иллюстративный пример системы освещения, включающей в себя устройство светового сенсора в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.1 изображена блок-схема устройства светового сенсора и указана с помощью ссылочного номера 10. Устройство 10 светового сенсора содержит первый световой сенсор 14 и второй световой сенсор 12. Оба световых сенсора являются чувствительными к спектру видимого света и спектру инфракрасного света. В предпочтительном варианте осуществления оба элемента светового сенсора являются фотодиодами, например фотодиодами 13, 15 PIN.
Устройство 10 светового сенсора приспособлено детектировать яркость спектра видимого света и яркость света инфракрасной области спектра независимо друг от друга. Как будет описано более подробно ниже, функциональная возможность детектирования инфракрасного света может быть использована для приема управляющих сигналов, которые посылают с помощью передатчика инфракрасного излучения. Однако следует понимать, что световой сенсор может быть обеспечен ультрафиолетовой функциональной возможностью вместо инфракрасной функциональной возможности для приема управляющих сигналов, посланных с помощью передатчика ультрафиолетового излучения. Изобретение не ограничено детектированием инфракрасного света.
Следует заметить, что оба световых сенсора 12, 14 являются составной частью подложки таким образом, что может быть выполнено очень компактное устройство сенсора света.
Полупроводниковая структура устройства светового сенсора схематически изображена на фиг.2А. Устройство 10 светового сенсора содержит подложку 18 из полупроводникового материала, на которой изготовлены оба световых сенсора 12, 14, а именно фотодиоды 13, 15, формирующие две светочувствительные области. Обе светочувствительные области или оба фотодиода 13, 15 расположены в окне 26 подложки 18. Над светочувствительными областями 13, 15 обеспечено устройство 20 оптического фильтра, и оно закрывает окно 26. Для изготовления устройства могут быть использованы общеизвестные кремниевые технологии.
В варианте осуществления, изображенном на фиг.2А, устройство 20 фильтра содержит два элемента 22, 24 фильтра, предназначенные для фильтрации спектра видимого света и спектра инфракрасного света, соответственно. В случае, когда используют интерференционный фильтр, соответствующие элементы фильтра непосредственно расположены на светочувствительных областях 13, 15 без образования между ними зазора.
Первый элемент 22 фильтра назначают в первую светочувствительную область 15, а второй элемент 24 фильтра назначают во вторую светочувствительную область 13. Следовательно, только спектр видимого света достигает первой светочувствительной области 15 в то время, как только спектр инфракрасного света достигает второй светочувствительной области 13. Это указано с помощью стрелки на фиг.2А. Вследствие того, что использованы два элемента фильтра, обе светочувствительные области 13, 15 могут иметь одинаковую структуру, то есть они являются реагирующими на один и тот же спектр света.
На фиг.2В схематически изображен дополнительный вариант осуществления устройства светового сенсора. В противоположность варианту осуществления, описанному относительно фиг.2А, устройство 20 фильтра содержит три разных элемента 28, 30, 32 фильтра, помимо элемента фильтра 24, описанного выше. В частности, элемент 22 фильтра, предназначенный для фильтрации спектра видимого света, разделен на три разных элемента фильтра, причем каждый фильтрует предварительно определенную часть спектра видимого света. Например, предпочтительно, чтобы элементы 28, 30, 32 фильтра были приспособлены фильтровать спектр красного, зеленого и синего цветов.
Разделение, такое же как для элемента 22 фильтра, также выполнено для первой светочувствительной области 15 таким образом, что обеспечены три светочувствительные области 15а, 15b, 15с. Каждой из светочувствительных областей назначают от одного до трех элементов 28, 30, 32 фильтра.
Следовательно, такое устройство светового сенсора позволяет независимо детектировать яркость света части красного, зеленого и синего световых спектров измеренного света.
Однако следует заметить, что могут быть возможны другие элементы фильтра, предназначенные для фильтрации разных частей спектра видимого света, когда это требуется применением.
Соответственная электрическая блок-схема такого устройства 10 светового сенсора изображена на фиг.3. Понятно, что обеспечены четыре светочувствительных элемента для синей, зеленой, красной и инфракрасной частей. Поскольку соответствующие светочувствительные области 15, 13 изготовлены на одной и той же подложке 18, обеспечено очень компактное устройство светового сенсора, которое может детектировать три разных цвета, например с использованием кремниевых технологий, и инфракрасное излучение.
В частности, элементы фильтра устройства 20 фильтра выбраны таким образом, что их чувствительность для видимого света разделена на три разные подчувствительности, при этом предпочтительно каждая соответствует одной из трех функций соответствия цвета CIE. Кроме того, элемент фильтра выбран таким образом, что он является чувствительным к инфракрасной части спектра света.
Еще раз следует заметить, что также могут быть возможны элементы фильтра, имеющие другие характеристики фильтра. Выбор структуры устройства 20 фильтра исключительно зависит от желаемого применения, в частности желаемой функции управления, выполняемой на основании выходного сигнала устройства 10 светового сенсора.
Кроме того, следует заметить, что не только фотодиоды, но также другие фоточувствительные элементы, такие как фототранзисторы, солнечные элементы, фоторезисторы и т.д., могли бы быть использованы в качестве световых сенсоров 12, 14.
На фиг.4 изображен дополнительный вариант осуществления устройства 10 светового сенсора. В противоположность вариантам осуществления, описанным выше, устройство 10 светового сенсора содержит каскад 40 усиления, который приспособлен усиливать выходной сигнал каждой светочувствительной области 13, 15. В частности, каскад усилителя содержит один усилитель для каждой светочувствительной области 13, 15. Однако также возможно, что может быть использован только один каскад усилителя для всех светочувствительных областей 13, 15, тогда для сигналов сенсора требуется процедура мультиплексирования.
Усиление каскадов 40 усилителя может быть выполнено с помощью так называемых усилителей с полным межэлектродным импедансом, которые широко известны и могут быть непосредственно осуществлены как часть устройства светового сенсора, поскольку может быть использована та же самая кремниевая технология.
Следует заметить, что каскад 40 усилителя может быть обеспечен дополнительными контактами, чтобы устанавливать коэффициент усиления с помощью соединения, например, внешних компонентов, таких как резисторы и т.д.
На фиг.5 изображен предпочтительный вариант осуществления устройства светового сенсора и указан с помощью ссылочного номера 10. В дополнение к варианту осуществления, изображенному на фиг.4, устройство 10 светового сенсора фиг.5 содержит каскад 46 фильтра, предназначенный для фильтрации выходного сигнала каскада 40 усилителя. Предпочтительно выходной сигнал каждой светочувствительной области фильтруют посредством одного соответствующего каскада 46 фильтра. Однако также было бы возможно мультиплексировать выходные сигналы светочувствительных областей в один каскад фильтра.
Фильтрация каскада 46 фильтра может быть выполнена с помощью так называемых фильтров нижних частот, которые широко известны и передают только сигналы ниже так называемой частоты среза. В простейшем случае они состоят из комбинации RC. Однако также могут быть использованы конструкции пассивных или активных фильтров. Кроме того, каскад фильтра также может иметь дополнительные контакты, предназначенные для соединения внешних компонентов, таких как резисторы и/или конденсаторы, чтобы устанавливать характеристику фильтра.
Наиболее интегрированный вариант устройства светового сенсора изображен на фиг.6. Светочувствительная часть устройства, содержащая светочувствительные области 13 и 15, расширена с помощью устройства 50 передачи инфракрасного излучения. Устройство передачи инфракрасного излучения предпочтительно обеспечено в виде светодиода 51 инфракрасного излучения, но также могли бы быть использованы другие устройства инфракрасного излучения, такие как транзисторы. Устройство передачи инфракрасного излучения должно быть сконструировано таким образом, чтобы переданный инфракрасный сигнал был развязан от собственной чувствительной области 13. Перекрестная помеха между передающей и принимающей частями устройства 10 светового сенсора должна быть уменьшена. Это может быть выполнено с помощью оптимизированных конструкций фильтров и/или выбора адаптированных местоположений компонентов.
Следует заметить, что каскад усилителя также может быть назначен в устройство 50 передачи инфракрасного излучения, несмотря на то, что это не изображено на фиг.6. Кроме того, этот каскад усилителя может быть настроен с помощью соединения внешних компонентов с соответствующими контактами, как уже обсуждено относительно каскадов 40 усилителя, изображенных на фиг.4.
Кроме того, следует заметить, что все светочувствительные области 13, 15, а также устройство 50 передачи инфракрасного излучения устройства светового сенсора, изображенного на фиг.6, интегрированы в общей подложке таким образом, чтобы могло быть обеспечено очень компактное устройство.
На фиг.7 схематически проиллюстрирован пример устройства 10 светового сенсора, в частности, которое изображено на фиг.6. Устройство 10 светового сенсора включено в лампу 60, которая является частью системы освещения, содержащей множество таких ламп 60.
Каждая лампа 60 содержит источник 70 света, предпочтительно один или более светодиодов. Конечно, вместо них могут быть использованы органические светодиоды, светодиоды на основе поликристаллического кремния или любой другой тип источника света.
Источником 70 света управляют и его возбуждают с помощью схемы 74 управления, которая, в свою очередь, соединена с устройством 10 светового сенсора, как описано выше.
В дополнение к лампам 60 система освещения содержит дистанционное устройство 62 управления, которое содержит по меньшей мере один светодиод 63 инфракрасного излучения, предназначенный для передачи сигналов данных через линию 68 передачи данных в любую из ламп 60. Дистанционное устройство 62 управления используется пользователем 64.
Линия 68 передачи данных может быть создана между дистанционным устройством 62 управления и любой из ламп 60, в которой обеспечена светочувствительная область 13, предназначенная для детектирования спектра инфракрасного света, для приема сигналов данных от дистанционного устройства 62 управления. Такие сигналы обрабатывают с помощью схемы 74 управления. Пользователь 64, например, может включать и выключать источник света лампы 60, может регулировать яркость света источника света или может регулировать его цвет.
Поскольку устройство 10 светового сенсора содержит устройство 40 передачи инфракрасного излучения, лампа 60 может устанавливать дополнительную линию передачи данных в смежную лампу 60. Такая линия 68 передачи данных может быть использована для передачи управляющих сигналов между смежными лампами 60 в обоих направлениях. Двунаправленности достигают с помощью обеспечения упомянутого устройства 50 передачи инфракрасного излучения, а также светочувствительной области 13, которая является чувствительной к инфракрасному свету, в устройстве 10 светового сенсора.
Светочувствительные области 15а, 15b, 15с устройства 10 светового сенсора используют для того, чтобы воспринимать соответствующую область спектра света таким образом, чтобы схема 74 управления могла регулировать источники света RGB, чтобы выполнять желаемые установки лампы. Как уже упомянуто выше, указанные желаемые установки лампы могут быть посланы пользователем через дистанционное устройство 62 управления или с помощью другой лампы 60.
Например, после включения одной из ламп 60 указанная лампа посылает инфракрасный идентификационный сигнал, который принимают с помощью второй лампы 60. В результате устанавливают двустороннюю линию 68 связи самостоятельного конфигурирования в то время, как одна из этих ламп действует как главная лампа, а другая лампа - как подчиненная лампа. После установления инфракрасной линии связи главная лампа заставляет подчиненную лампу регулировать свое состояние света в состояние главной лампы. Это гарантирует, что каждая лампа комнаты имеет одну и ту же излучаемую мощность света до тех пор, пока пользователь не прервет линию связи между главной лампой и подчиненной лампой и не установит состояние каждой лампы вручную посредством дистанционного устройства 62 управления.
Применение, изображенное на фиг.7, может быть расширено с помощью дополнительного устройства управления (не изображено), которое содержит устройство 10 светового сенсора и схему 74 управления, но никакого источника света. Это дополнительное устройство управления может быть использовано для того, чтобы измерять цвет в конкретном местоположении и посылать соответствующие управляющие сигналы в смежную лампу 60. Кроме того, дополнительное устройство может принимать управляющие сигналы из дистанционного устройства управления.
Подводя итог, настоящее изобретение предоставляет новое устройство светового сенсора с инфракрасной линией связи. Устройство светового сенсора включает в себя адаптированные устройства фильтров, чтобы реализовывать требуемую спектральную чувствительность в области видимого света, и, кроме того, устройство фильтра, адаптированное к инфракрасной области. Все необходимые устройства фильтров, а также чувствительные полупроводниковые структуры объединены в одном компоненте сенсора. В результате сенсор может быть использован для того, чтобы захватывать фактический цветовой спектр лампы и в то же самое время принимать инфракрасные сигналы, посланные от других источников света или дистанционных устройств управления.
В конкретном варианте осуществления объединенный инфракрасный световой сенсор расширен посредством устройства передачи инфракрасного излучения. Это дает возможность устройству сенсора также передавать требуемую информацию в другие источники света или дистанционные устройства управления.
Предложен сенсор с обратной связью по цвету с объединенным средством передачи инфракрасного излучения, чтобы уменьшить размер части сенсора твердотельных источников света (установка и проводное соединение только одного объединенного модуля вместо отдельных световых сенсоров, приемника инфракрасного излучения и передатчика инфракрасного излучения), что также дает в результате более простые и более дешевые изделия и предусматривает беспроводные линии связи между лампами и дистанционными устройствами управления.
1. Устройство светового сенсора, содержащее
подложку (18),
первую светочувствительную область (14, 15) и
вторую светочувствительную область (12, 13),
первое устройство (22) оптического фильтра, назначенное в упомянутую первую область (14) и приспособленное фильтровать спектр видимого излучения,
второе устройство (24) оптического фильтра, назначенное в упомянутую вторую область (12) и приспособленное фильтровать спектр невидимого излучения, и
инфракрасный светодиод (50), расположенный на подложке (18), предназначенный для передачи информации и/или управляющих сигналов через инфракрасный свет,
причем упомянутые первая и вторая светочувствительные области (12, 14) изготовлены на одной и той же подложке (18) прилежащими друг к другу с возможностью формирования одного интегрированного сенсорного компонента.
2. Устройство (10) светового сенсора по п.1, отличающееся тем, что упомянутые первая и вторая светочувствительные области (12, 14) обеспечены по меньшей мере в одном окне (26), а упомянутые первое и второе устройства (22, 24) фильтра расположены над упомянутым окном (26).
3. Устройство (10) светового сенсора по п.1, отличающееся тем, что обе светочувствительные области (12, 14) являются чувствительными к видимому свету и инфракрасному свету, причем упомянутый спектр невидимого излучения является инфракрасной областью спектра.
4. Устройство (10) светового сенсора по п.1, отличающееся тем, что по меньшей мере одна из упомянутых светочувствительных областей (12, 14) оснащена по меньшей мере одним диодом (13, 15) PIN.
5. Устройство (10) светового сенсора по п.1, отличающееся тем, что упомянутая первая область (14) приспособлена формировать три чувствительные области (15а, 15b, 15с), причем каждой области назначено устройство (28, 30, 32) оптического фильтра, при этом упомянутые устройства оптического фильтра разделяют спектр видимого излучения на три подспектра.
6. Устройство (10) светового сенсора по п.5, отличающееся тем, что упомянутые устройства (28, 30, 32) оптического фильтра приспособлены фильтровать красный, зеленый и синий свет.
7. Устройство (10) светового сенсора по п.1, отличающееся тем, что по меньшей мере одна из упомянутых чувствительных областей (12, 14) соединена по меньшей мере с одним каскадом (40) усилителя для усиления выходного сигнала упомянутой чувствительной области (12, 14).
8. Устройство (10) светового сенсора по п.7, отличающееся тем, что выход (42) по меньшей мере одного из упомянутых каскадов (40) усилителя соединен со средством (46) фильтра.
9. Устройство (10) светового сенсора по п.1, отличающееся тем, что упомянутый инфракрасный светодиод (50) возбуждают с помощью схемы контроллера для передачи упомянутой информации и/или управляющих сигналов.
10. Лампа (60), содержащая по меньшей мере один источник (70) света, предназначенный для излучения видимого света, схему (74) управления, предназначенную для управления цветом источника (70) света, и устройство (10) светового сенсора по любому из пп.1-9, которое соединено с упомянутой схемой (74) управления для снабжения информацией о цвете излученного света.
11. Лампа (60) по п.10, отличающаяся дистанционным устройством (62) управления, имеющим инфракрасный светодиод (63), для передачи управляющих сигналов.
12. Лампа (60) по п.10, отличающаяся тем, что лампа (60) приспособлена посылать и принимать управляющие сигналы в смежные лампы (60) и из смежных ламп (60).
13. Лампа (60) по п.10, отличающаяся тем, что упомянутый источник (70) света содержит по меньшей мере один светодиод (LED), органический светодиод (OLED) или полимерный светодиод (P-LED), или их любую комбинацию.
