[发明专利]波长感测照明系统和关联方法

说明书

发明领域

本发明涉及照明系统的领域，且更具体来说，涉及可以发射和感测在波长范围内的光的照明系统和关联方法。

发明背景

自从发现火以来，照明系统已被用来照明空间。多年以来，技术给我们带来了白炽灯，其通过加热金属丝，从而使其散热来产生光。尽管白炽灯能够照明区域，但是其以极低的效率这样做。

引入荧光灯以在使用较少的能量时提供可比的光。荧光灯激发密闭体积内的气体，例如，水银蒸气。激发气体的原子通常在其在能级之间移动时产生紫外光。然后，紫外光为转换材料(例如，磷)所吸收。磷可以使吸收光的波长范围位移，从而发射具有较长波长的光。这种位移可能被本领域技术人员称作斯托克斯位移。这种磷发射或转换光可以在可以被用来照明空间的可见光谱的范围内。

寻求额外的效率、持续改进技术带来了发光半导体装置，且更具体来说，发光二极管。发光二极管可以在被电流驱动时发射光。和荧光灯一样，转换材料可以应用于发光半导体装置以改变用于照明空间的光的波长范围。

包括转换材料的照明系统可以方便地允许将从光源发射的源光转换为不同的波长范围的光。通常，可以通过使用发光、荧光或磷光材料执行此转换。波长转换材料有时可以包括在应用于透镜或光学器件的大部分另一材料中，或另外位于与从光源发射的光成一直线上。在一些情况下，转换材料可以应用于光源本身。存在描述照明装置的许多公开的发明，所述照明装置利用应用于LED的转换材料将具有源波长范围的光转换为具有转换的波长范围的光。

用于降低功率消耗的额外的策略涉及控制照明系统只在需要照明时照明空间。传统上，拨动开关包括在照明电路中以允许用户直接控制光的操作状态。另外，定时器可能包括在照明电路中以根据预定或动态时间表打开和关闭灯。然而，除非由用户直接参与，否则开关和定时器提供很少的灵活性。

传感器可以另外包括在照明系统中以控制对感测到的符合所期望的事件的操作。作为实例，传感器可以确定空间中光的等级，其又可以在感测到值低于阈值后使照明系统被打开。作为额外的实例，传感器可以检测空间中运动的存在以控制照明。然而，包括专用传感器可能会增加零件的数量和建立照明系统所需的复杂性，由此增加其制造成本。

另外，每个照明装置可以独立于其他照明装置而操作，从而需要包括在每个照明装置中的传感器，进一步增加生产成本。一些所建议的解决方案在照明系统中包括无线电发射机，以允许包括在其中的装置之间的通信。然而，包括无线电进一步增加复杂性和包括在照明系统中的组件的数量。

一个所建议的解决方案被描述在Knapp的每个国际专利申请公开WO2011/016860、WO2011/008251、WO2010/098811和WO2010/027459中，并且每个申请涉及当发光半导体装置不发射光时，在工作周期的部分期间，使用发光半导体装置来执行光电二极管的操作。上述Knapp申请另外叙述使用发光半导体装置来传输和接收包括在照明系统中的装置之间的双向通信。然而，Knapp申请使用可能导致冗余数据传输的数据传输方法，从而减少系统的有效吞吐量。另外，Knapp申请缺乏先进的波长感测功能性，从而限制本文公开的系统的有效性。

存在需要一种波长照明系统，其可以通过改变工作周期的各个部分之间的操作状态来发射照明光并且感测环境光。进一步存在需要一种照明系统，其可以分析感测到的环境光以改变包括在照明系统中的节点的特性。存在需要一种照明系统，其包括波长转换材料以扩大可以通过发光半导体装置发射或检测的光的波长范围。另外，存在需要一种照明系统，其中节点互相通信以增加系统的有效性。

发明概要

考虑到上述情况，本发明的实施方案涉及一种波长感测照明系统，其可以在工作周期的部分期间发射照明光并且感测环境光。另外，根据本发明的实施方案，照明系统可以有利地分析感测到的环境光以改变包括在照明系统中的节点的特性。可以包括波长转换材料以扩大可以通过发光半导体装置发射或检测的光的波长范围。照明系统可以包括节点，这些节点可以有利地彼此互相通信以增加系统的有效性。照明系统可以分析感测到的环境光以确定一个或多个环境条件。

考虑到上述情况，本发明提供一种照明系统，其包括传感器和控制器，以及根据至少一个实施方案的光源。光源可以包括在阵列中以发射照明光。传感器可以另外包括在阵列中以从环境感测环境光。控制器可以可操作地连接到传感器以分析感测到的环境光。控制器也可以可操作地连接到光源以控制发射照明光。