СИСТЕМА ОСВЕТИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ, ИМЕЮЩАЯ БЛОК СЕНСОРНОГО ВВОДА ДАННЫХ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ УГЛОМ ВЫВОДА СВЕТА
LUMINAIRE SYSTEM HAVING TOUCH INPUT UNIT FOR CONTROL OF LIGHT OUTPUT ANGLE

Изобретение относится к системе осветительных устройств, содержащей:
- по меньшей мере, один блок освещения, содержащий, по меньшей мере, один светоизлучающий элемент, выполненный с возможностью испускать свет, по меньшей мере, из одной светоизлучающей поверхности;
- по меньшей мере, один блок ввода данных, выполненный с возможностью выявлять жесты пальца пользователя, и
- по меньшей мере, один задающий блок, выполненный с возможностью приводить в действие, по меньшей мере, один блок освещения, в соответствии с жестами пальца, выявленными, по меньшей мере, одним блоком ввода данных.
Изобретение также относится к блоку ввода данных для такой системы осветительных устройств.
Системы осветительных устройств используются как для внутреннего, так и для наружного освещения.
Однако, системы осветительных устройств также используются для конкретных целей, например, в автомобилях, в операционных залах, или для верстаков, для прецизионной обработки, и т.п.
Известные системы осветительных устройств согласно преамбуле настоящего изобретения содержат блок освещения, часто снабженный одним или более светоизлучающими элементами, например, лампой накаливания (галогеновой) или газоразрядными (флуоресцентными) лампами. Электролюминесцентные лампы, такие как модуль или модули светоизлучающих диодов, СИД, становятся более и более представляющими интерес, делая системы осветительных устройств более энергосберегающими и реконфигурируемыми. Не только модули СИД, но также и другие источники света, такие как газоразрядные лампы, приводятся в действие так называемыми задающими блоками, которые снабжают источник света электрическим сигналом, в частности, адаптированным для данного конкретного источника света.
Управление источником света, и, следовательно, осветительным устройством, наиболее часто обеспечивают через стандартный блок ввода данных, имеющий лишь простое переключение вкл/выкл, для включения или выключения задающего блока. Многие блоки ввода данных согласно уровню техники выполнены с возможностью обеспечивать больше управления, например, за счет предоставления возможности пользователю ослаблять интенсивность источника света. Известны даже осветительные устройства, имеющие несколько светоизлучающих элементов, в которых положение света, покидающего корпус осветительного устройства, может быть адаптировано при прикосновении к блоку ввода данных в определенной позиции. Такое осветительное устройство раскрыто, например, в WO 2009/148300 от имени того же заявителя, что и в настоящем изобретении.
Блок ввода данных, раскрытый в той работе, выполнен с возможностью приводить в действие источник света, для вывода света на позицию светоизлучающей поверхности, которая соответствует позиции пальца пользователя, прикасающегося к блоку ввода данных. Следовательно, будучи освещенной целевой областью, например, представляя собой конкретную позицию вблизи лампы, объект или конкретная поверхность, может быть освещена осветительным устройством, без необходимости в передвижении самого корпуса или ручной адаптации, например, части корпуса к точке, к которой его двигают по определенному направлению. Хотя такая система осветительных устройств скомпонована для высоко адаптируемого освещения, для нее требуется относительно крупный и сложный блок ввода данных для предоставления возможности такого гибкого освещения.
Задачей настоящего изобретения является обеспечение системы осветительных устройств, в которой осветительное устройство выполнено с возможностью обеспечивать луч света, направленный к целевой области, которой можно управлять просто и наглядно.
Согласно изобретению система осветительных устройств для этой цели характеризуется тем, что, по меньшей мере, один блок ввода данных дополнительно скомпонован для выявления угла ввода между пальцем и, по меньшей мере, одним блоком ввода данных, и тем, что, по меньшей мере, один задающий блок дополнительно выполнен с возможностью приводить в действие по меньшей мере, один блок освещения для испускания света, по меньшей мере, из одной светоизлучающей поверхности под углом вывода, который согласуется с выявленным углом ввода.
Осветительные устройства согласно уровню техники могут, как было указано, содержать множество элементов СИД в качестве примера светоизлучающего элемента, для обеспечения луча света, в котором направление луча света зависит от количества и положения активированных элементов СИД. Элементы СИД, будучи обеспеченными в матрице, могут быть выполнены различными в направлении луча. Например, элементы СИД в центре матрицы обеспечивают луч света, перпендикулярный к светоизлучающей поверхности корпуса, а элементы СИД вблизи края матрицы обеспечивают луч света со смещением относительно перпендикулярной оси.
Приведение в действие такого блока освещения выполняют путем выявления позиции пальца или другим способом ввода данных, таким как ручной инструмент, например, на поверхности ввода и приведения в действие одного или более элементов СИД, которые соответствуют этой позиции. Поскольку нельзя определить из поверхности ввода, как задающий блок приводит в действие один или более элементов СИД, пользователь может лишь определить надлежащее функционирование осветительного устройства на основе метода проб и ошибок. Экспериментирование с прикосновением к поверхности ввода в определенных позициях и рассмотрение формирующегося луча может предоставить пользователю информацию о том, как управлять образованием света осветительного устройства.
Осветительное устройство согласно примеру настоящего изобретения выполнено с возможностью выявлять направление пальца, указывающего на поверхность ввода, путем измерения некоторых характеристик этого пальца с помощью близлежащего датчика (датчиков). Исходя из этих характеристик, блок ввода данных может определить направление, куда указывает палец, и следовательно, угол между пальцем и поверхностью ввода. Путем приведения в действие блока освещения для испускания света из поверхности испускания света корпуса, в соответствии с определенным углом, система выполнена с возможностью обеспечивать простой и наглядный способ управления направлением, т.е., угла луча света, для освещения объекта, поверхности, и т.п. вблизи осветительного устройства. Кроме того, осветительное устройство согласно примеру настоящего изобретения обладает преимуществом, состоящим в наличии меньшей поверхности ввода по сравнению с поверхностями ввода согласно уровню техники, поскольку вместо позиции на поверхности ввода определяют угол, что также позволяет работать быстрее.
Поскольку блок освещения выполнен с возможностью испускать свет в некотором направлению, а блок ввода данных способен определять угол, настоящим обеспечен непосредственный способ управления осветительным устройством. Угол света, выходящего из осветительного устройства, соответствует углу на блоке ввода данных. Этот способ непосредственного управления позволяет обойти этапы метода проб и ошибок, которые пользователю приходится выполнять для точного и правильного управления. Ввиду настоящего изобретения, в качестве угла ввода рассматривается угол между пальцем и поверхностью ввода блока ввода данных или осью, перпендикулярной к ней, и обозначенный символом α. Угол вывода представляет собой угол, при котором луч света выходит из светоизлучающей поверхности корпуса, и следовательно, указывается направление луча света относительно светоизлучающей поверхности или осью, перпендикулярной к ней, и в данном применении обозначенный символом β.
В дополнительном варианте воплощения блок освещения, задающий блок и блок ввода данных жестко вмонтированы в корпус.
Система осветительных устройств содержит несколько частей. Первая, - корпус как функциональное тело блока освещения и генератора. Вторая, - блок ввода данных, выполненный с возможностью выявлять пальцевые жесты и угол α. В первом, - наиболее основном варианте воплощения, блок ввода данных присутствует вместе с блоком освещения и задающим блоком, полностью содержащемся в корпусе осветительного устройства неразъемно. Однако, во втором, более всеобъемлющем варианте воплощения, задающий блок является отсоединяемым, для удаленного управления, проводного или беспроводного, осветительного устройства на определенном расстоянии. В еще одном варианте воплощения блок ввода данных представляет собой полностью автономный блок, выполненный с возможностью беспроводной работы и управления осветительного устройства.
Когда блок ввода данных является отсоединяемым от корпуса, он обладает преимуществом, состоящим в том, что он способен управлять осветительным устройством с расстояния, например, из машины, в случае системы осветительных устройств автомобильного типа.
В еще одном варианте воплощения блок ввода данных выполнен с возможностью измерять, по меньшей мере, первое расстояние между первой позицией на упомянутом блоке ввода данных и пальцем и второе расстояние между второй позицией на упомянутом блоке ввода данных и пальцем и определять угол ввода, исходя из определенного первого и второго расстояния.
Функциональное воплощение блока ввода данных может содержать матрицу входных датчиков, которые способны определять расстояние между датчиком и пальцем, расположенным выше датчика. Такие датчики известны из уровня техники, как датчики ближней локации, точнее говоря, датчики касания ближней локации, хотя они способны определять наличие объекта или расстояние до него, без физического контакта. Даже еще точнее, эти датчики представляют собой емкостные датчики.
Когда датчики выполнены в двумерной матрице, схема приводит в действие датчики, выполненные с возможностью определять, по меньшей мере, первое и второе значение из первого и второго датчика. Например, когда палец указывает и касается или почти касается поверхности ввода под определенным углом, два различных значения расстояния могут быть определены первым и вторым датчиком. Первый датчик измеряет, например, емкость между датчиком и пальцем, расположенным выше него, а второй датчик измеряет емкость между этим датчиком и другой частью пальца, расположенной выше этого датчика. Эти значения различаются, и более того, они различаются более чем угол между поверхностью ввода и пальцем, или при использовании перпендикулярной оси поверхности ввода, меньше, чем угол.
Определение угла, исходя из разности в измеренных емкостях, также работает для других типов датчиков ближней локации, таких как, радиодатчики (звуковые или ультразвуковые), инфракрасные, лазерные, датчики давления, видеодатчики, индуктивные датчики касания, и т.д. Специалисты в данной области техники будут понимать, какой вид других датчиков ближней локации является подходящим. Некоторые датчики, такие как датчики давления, также могут быть использованы для определения давления пальца в качестве второго параметра, например, используемого для управления интенсивностью луча света, ширины или цвета испущенных лучей. Следовательно, также может быть воплощена комбинация датчиков. В другом примере блок ввода данных также может быть установлен для управления множеством лучей света, выходящих из одиночного осветительного устройства или из множества осветительных устройств. В другом примере также могут присутствовать несколько чувствительных поверхностей, т.е., блоков ввода данных, которые совместно управляют одним или более лучами света, т.е., для решений в области игр, в медицинских решениях, когда больше людей нуждается в наличии управления над настройками света, или решений в больших пространствах, пригодных для установления одинакового света в различных местах, и т.п.
В другом варианте воплощения поверхность ввода и светоизлучающая поверхность расположены на одной и той же стороне корпуса или на противоположных сторонах корпуса. В варианте воплощения, в котором они расположены на одной и той же стороне, они также могут перекрываться друг с другом.
Корпус может обладать различными формами, например, для различных целей и применений. Для некоторого применения или формы может быть более благоприятным иметь поверхность ввода и светоизлучающую поверхность, выполненные на одной и той же стороне корпуса. Тогда угол ввода α и угол вывода β выявляют и управляют им на одной и той же стороне, - в прямом соотношении, что означает, что оба угла являются одинаковыми, либо в зеркальном соотношении относительно перпендикулярной оси к обеим поверхностям.
Поверхность ввода и светоизлучающая поверхность также могут быть скомпонованы на противоположных сторонах корпуса осветительного устройства. В этом случае угол ввода α и угол вывода β выполнены на противоположных сторонах корпуса. Угол ввода α и угол вывода β могут быть в этом случае одинаковыми, или, как и в предыдущем варианте воплощения, зеркальными относительно перпендикулярной оси к обеим поверхностям.
В еще одном варианте воплощения угол ввода α и угол вывода β связаны некоторым соотношением.
В ранее описанном варианте воплощения угол α и угол β могут иметь соотношение 1:1. Однако, для конкретных применений, например, в которых необходим точное и прецизионное управление направлением луча света, благоприятно более прецизионное управление. В таком случае между углами может быть введено соотношение. Например, когда угол α составляет 30 градусов, угол β будет составлять только 5 градусов, - оба относительно перпендикулярной оси к обеим поверхностям, а когда угол α составляет 60 градусов, угол β будет составлять, соответственно, только 10 градусов. Это также может работать примерно другим образом, вследствие чего обеспечивается быстрое управление лучом света, в котором относительно небольшое перемещение, т.е., выявленный угол ввода, приводит к относительно крупному перемещению луча света, т.е., угла вывода.
В дополнительном варианте воплощения блок ввода данных выполнен с возможностью приводить в действие блок освещения, для изменения угла вывода испущенного света в соответствии с измеренным изменением в угле ввода.
Дополнительно к предыдущему варианту воплощения, осветительное устройство также может быть выполнено с возможностью определять относительное изменение угла ввода α для управления углом вывода β. Это означает, что если к устройству ввода данных прикасаются (или помещают близко к нему палец, например, на расстоянии менее метра, а точнее, менее нескольких десятков сантиметров, или даже еще точнее, менее чем несколько сантиметров) пальцем под углом ввода α, а впоследствии угол ввода α изменяют на Δα, угол вывода β изменяется на Δβ при соотношении 1:1 или при другом неравном соотношении. Кроме того, для изменения угла вывода β также может быть использована скорость. Например, при низкой скорости изменения угла ввода α, угол вывода изменяется лишь на Δβ при соотношении 1:1 относительно угла ввода Δα, но при высокой скорости изменения угла ввода α, угол вывода изменяется на Δβ при соотношении, например 2:1 относительно угла ввода Δα. Следовательно, повышение скорости изменения угла ввода определяет величину изменения угла вывода.
В другом варианте воплощения представлено устройство освещения из нескольких светильников, в котором воплощен тот же принцип, что и раскрытый в вышеописанных вариантах воплощения. Этот вариант воплощения особо применим в ситуациях, когда большие стенки, поверхности или освещаемые области, такие как длинные коридоры, и когда одиночное осветительное устройство не может достаточно покрывать (освещать) поверхность. В таком случае необходимо множество устройств освещения согласно примеру изобретения. Однако, для пользователя может быть невыгодно настраивать каждое осветительное устройство системы по отдельности.
В таком случае при запуске присутствует устройство из нескольких светильников, в котором настройки на одном осветительном устройстве, обозначенном как ведущее устройство, автоматически копируются на одно или несколько других осветительных устройств, т.е., на ведомые устройства. В этом варианте воплощения имеется одно ведущее осветительное устройство и, например, два различных ведомых осветительных устройств. Может быть воплощено и больше осветительных устройств, т.е., ведомых устройств. Устройства могут быть соединены через кабели передачи данных или через беспроводное (удаленное) средство связи. Беспроводная или удаленная связь может быть осуществлена через антенны, которые отправляют и принимают сигналы настойки, например, РЧ, Bluetooth, Zigbee или Wifi.
Угол луча света и другие параметры управления, такие как интенсивность луча, которые управляются на осветительном устройстве, создаются и испускаются на устройстве как нормальные. Каждое осветительное устройство имеет переключатель управления на задней стороне корпуса, позволяющий переключать осветительное устройство в режим ведущего (MASTER-режим) или в режим ведомого (SLAVE-режим) устройства (или настройки). В случае выбора ведущих настроек, ведущее устройство ищет поблизости от себя соответствующие отсоединяемые осветительные устройства, приводимые в режим ведомого, и соединяется с ними.
Ведущее устройство затем отправляет сигналы настроек (управляющие команды), создаваемые центральным блоком управления ведущего устройства, на ведомые устройства. Сигнал настроек, создаваемый и отправляемый указанным образом, соответствует углу, интенсивности и другим параметрам управления луча, управляемого у поверхности ввода ведущего устройства. Ведомые устройства декодируют эти сигналы настроек в надлежащие управляющие команды для управления соответствующими светоизлучающими элементами способом, идентичным способу создания луча на ведущем устройстве.
При приеме сигналов настроек от ведущего устройства (через кабель данных, соединяющий между собой ведущее и ведомое устройство, либо через беспроводную, удаленную линию связи), одно или более ведомых устройств создает луч, с использованием своих светоизлучающих элементов, создавая тот же визуальный эффект, что и луч на ведущем устройстве.
Ведомое устройство может иметь идентичную конфигурацию светоизлучающих элементов, но не иметь блока ввода данных, что, таким образом, снижает расходы. Такое устройство также может быть пропорционально уменьшено. В случае такого мелкомасштабного варианта воплощения, сигнал настроек (или управляющие команды), полученный от блока ввода данных MASTER-устройства, преобразуют для соответствия пропорциональному количеству и местоположению активированных светоизлучающих элементов ведомого устройства. В результате ведомый луч света, представляющий собой масштабированную версию ведущего луча света, создается с пропорциональным количеством активированных светоизлучающих элементов.
В некоторых случаях для пользователя является более удобным управлять осветительным устройством с расстояния. В варианте воплощения раскрыто отдельное удаленное управление, которое позволяет управлять осветительным устройством. Удаленное управление имеет элементы управления, сходные с элементами управления осветительных устройств, описанных в предыдущих вариантах воплощения, и эти элементы управления функционируют аналогично. Удаленное устройство управления имеет корпус, имеющий внешние размеры, которые соответствуют внутренним размерам отверстия или разъема, обеспеченного в корпусе соответствующего осветительного устройства. Настоящим может быть обеспечен надлежащий эффект механического зажима, когда устройство управления сохраняется в отверстии или разъеме корпуса, что гарантирует, таким образом, надлежащее механическое соединение между обеими частями. Хотя размеры (или форма) как устройства управления, так и разъема, образует средство соединения для обеспечения надлежащей устойчивой подгонки обеих частей, оба устройство управления и отверстие или разъем могут быть снабжены дополнительным (механическим) средством соединения в форме эластичных или упругих кромок или небольших канавок на одной части, которые подходят к соответствующим выемкам, имеющимся на другой части.
Удаленное управление имеет беспроводное (удаленное) средство связи, которое сообщается с соответствующим средством связи, имеющимся в корпусе осветительного устройства, через подходящие антенны (присутствующие, как на устройстве управления, так и на осветительном устройстве). Удаленное устройство управления имеет блок ввода данных для выявления угла ввода данных пользователем, сходный с точки зрения функциональности с блоками ввода данных, описанными в связи с предыдущими вариантами воплощения.
Связь между удаленным устройством управления и осветительным устройством может быть сходной со связью между ведущими и ведомыми устройствами, описанными ранее. Поверхность ввода, представляющая собой блок ввода данных удаленного устройства управления, также может быть снабжена визуальной обратной связью. Удаленное устройство управления также может быть использовано вместе со специальным ведомым устройством. Удаленное устройство управления также может управлять несколькими осветительными устройствами, например, всеми осветительными устройствами вблизи от него, которые приведены в режим ведомых через их переключатели управления.
Удаленное устройство управления может представлять собой удаленное устройство управления, встроенное в корпус, отсоединяемое от корпуса, или даже отдельное автономное удаленное устройство управления (например, настенное удаленное устройство управления), выполненное для системы осветительных устройств согласно изобретению. В отсоединяемом или автономном варианте воплощения удаленное управление снабжают аккумуляторами, при извлечении из отверстия или разъема и использовании в качестве удаленного управления для управления осветительным устройством посредством беспроводной связи. Осветительное устройство имеет соединитель, который взаимно соединяется с соответствующим соединителем на корпусе удаленного устройства управления, когда устройство управления сохраняется в отверстии или разъеме. Соединение между собой соединителей (также части средства соединения) как осветительного устройства, так и устройства управления предусматривает, по меньшей мере, электрическое соединение. Хотя надлежащее механическое соединение уже обеспечено, благодаря надлежащей подгонке устройства управления, т.е., блока ввода данных, в отверстии или разъеме в корпусе осветительного устройства, как было описано выше, механическое взаимное соединение (не обязательное) обеих частей также может быть получено с использованием электрических соединителей.
Когда это электрическое соединение установлено, удаленная (беспроводная) связь завершается и заменяется связью и возможностью управления через соединитель. Сразу после сохранения и соединения устройства управления в корпусе осветительного устройства, батареи могут быть заменены, а осветительное устройство может управляться сохраненным к тому времени устройством управления способом, аналогичным способу для осветительных устройств, раскрытых в описании Фигур 2-10.
В другом варианте воплощения представлено удаленное устройство управления, которое визуализировано в виде программного интерфейса на другом устройстве, которое может представлять собой смартфон, планшетный компьютер или лэптоп. Программный интерфейс и его функциональность аналогичны физическому варианту воплощения устройства управления, т.е., блоку 4 ввода данных согласно Фигуре 8, только спроецированному на экран, предпочтительно, чувствительный к прикосновению экран. Удаленная программа использует средство связи в устройстве, которое создает беспроводное соединение с осветительным устройством для выведения луча 5 света на светоизлучающей поверхности 3 под углом вывода, в соответствии с выявленным углом ввода на входной поверхности 4.
В частности, упомянутое ручное устройство установлено для выявления угла ввода пальца, указывающего или прикасающегося к упомянутому блоку ввода данных, например, путем выявления пальца вблизи сенсорного экрана портативного устройства. Например, портативное устройство может содержать матрицу датчиков ближней локации, такую как матрица емкостных датчиков, т.е., сенсорного экрана, как известно из уровня техники для мобильных устройств, таких как смартфоны и планшеты. В другом примере устройство также может быть выполнено с возможностью выявлять угол ввода пальца, указывающего на устройство, посредством блока видеокамеры или блока стереокамеры.
Портативное устройство также содержит средства для генерирования сигналов, причем данное средства для генерирования сигналов расположены для генерирования одного или более сигналов настроек для упомянутого множества светоизлучающих элементов соответствующего осветительного устройства (или осветительных устройств), управляемых в ответ на жесты касания пользователя на упомянутом блоке ввода данных на упомянутом чувствительном к прикосновению экране. Упомянутые сигналы настроек отправляются средствами связи на упомянутое осветительное устройство (устройства), причем упомянутый испущенный один или более сигналов настроек, сразу при их приеме подходящим соответствующим средством связи осветительного устройства (устройств), предназначены для управления формирования луча света, а также дополнительных свойств, таких как интенсивность света, цвет, и т.п.
В автомобильных применениях мелкоразмерные версии осветительных устройств согласно изобретению могут быть прикреплены или встроены в потолок или двери внутреннего пространства транспортного средства. Преимущество для пользователей решений удаленного устройства управления в транспортных средствах состоит в том, что в некоторых случаях дотянуться до осветительного устройства некомфортно или невозможно или даже может быть опасно при управлении транспортным средством.
Изобретение, как раскрыто в описанных вариантах воплощения, может быть воплощено в осветительных устройствах, имеющих любые креативные или желательные конструкции. В качестве альтернативы, поверхность ввода блока ввода данных может быть настолько мала или настолько велика, насколько это подходит или желательно. Источники света могут представлять собой СИД, но также ОСИД, цветные лампы накаливания, флуоресцентные трубки, галогеновые источники света с цветными фильтрами, и другие. В дополнение, размер осветительного устройства может быть изменен в зависимости от типа структуры, в которой устройство вероятно должно быть установлено. В автомобильных применениях такие устройства могут быть относительно небольшими и установленными на внутреннем потолке или дверях транспортного средства, или могут быть встроены в панели потолка или двери. Аналогично, это изобретение может быть подходящим образом воплощено на стенках таких учреждений, как кинотеатры, палаты для пациентов в больницах, театры и отели. Изобретение также может быть использовано для управления углом луча света в медицинских источниках света. Изобретение также может быть применено в предметах роскоши, таких как яхты, самолеты или океанские лайнеры.
Во втором примере представлен блок ввода данных, который выполнен с возможностью выявлять угол ввода между пальцем и поверхностью ввода блока ввода данных для выведения сигнала по направлению к задающему блоку осветительного устройства согласно любому из ранее описанных вариантов воплощения.
Изобретение далее будет разъяснено более подробно со ссылкой на чертежи, на которых схематически отображены предпочтительные варианты воплощения осветительного устройства согласно примерам изобретения. Однако, изобретение на Фигурах представлено следующим образом:
Фигура 1 показывает пример корпуса осветительного устройства, который выполнен с возможностью содержать вариант воплощения изобретения;
Фигуры 2a, 2b и 2c схематически показывают варианты воплощения, в которых поверхность датчика является сенсорной и управляется пальцем пользователя;
Фигуры 3a и 3b схематически показывают варианты воплощения, в которых поверхность датчика находится на внутренней и внешней поверхности корпуса;
Фигуры 4a и 4b схематически показывают варианты воплощения с различными поперечными разрезами светоизлучающих блоков;
Фигура 5 схематически показывает формирование системы согласно варианту воплощения изобретения;
Фигуры 6a и 6b схематически показывают представление функции сенсорного элемента согласно варианту воплощения изобретения;
Фигуры 7a и 7b схематически показывают варианты воплощения изобретения с относительной настройкой угла;
Фигура 8 схематически показывает вариант воплощения изобретения с удаленно управляемым осветительным устройством;
Фигуры 9a и 9b схематически показывают варианты воплощения изобретения, в которых светоизлучающая поверхность и блок датчиков расположены на одной и той же стороне корпуса осветительного устройства; и
Фигуры 10a и 10b схематически показывают варианты воплощения корпуса осветительного устройства с различными сборками для различных элементов.
Осветительное устройство 100 согласно Фигуре 1 содержит корпус из полупрозрачной синтетической смолы с опорой 150 и светоизлучающие элементы (неорганическими светоизлучающими диодами, СИД) 2, расположенными вблизи светоизлучающей поверхности 3 корпуса. Они активируются пользователем, дотрагивающимся (или достаточно приближающимся) до группы датчиков, которые встроены в заднюю стенку корпуса и которые выполнены в матрице поверх ее слегка искривленной поверхности, образуя блок 4 ввода данных системы осветительных устройств. Пользователь управляет осветительным устройством 100, например, путем нескольких касаний, при которых расстояние между двумя пальцами, дотрагивающимися до группы датчиков, соответствует ширине луча света, исходящего из элементов СИД 2 и покидающего корпус у его светоизлучающей поверхности 3. В этом примере датчики выполнены в группе многомерным образом, как СИД. Датчики представляют собой емкостные датчики ближней локации, способные определять емкость между датчиком и объектом, и следовательно емкость измеряют не только для определения того, выявлен ли объект или нет, а точнее, также можно определить расстояние до объекта, исходя из измеренной емкости.
На Фигуре 2a, 2b, 2c схематически показано, как пользователь может дотронуться до поверхности 4 блока ввода данных, содержащей группу датчиков 4a. Осветительное устройство обеспечивает угловое управление луча 5 света, испущенного из конкретного места, причем угол, при котором свет проецируется из поверхности 3 испускания света, соответствует углу, при котором палец, т.е., ввод, дотрагивается до чувствительной поверхности.
Настоящее изобретение, как показано на Фигурах 2a-2c, допускает угловое управление светом (луча), испущенным из конкретного места, причем угол, при котором свет проецируется из поверхности испускания света, соответствует углу, при котором палец (т.е., ввод) дотрагивается до чувствительной поверхности. Угол определяют по углу между любой поверхностью блока датчиков и осью X, либо Y, либо осью Z, перпендикулярной к ним. Рассмотрим Фигуры 2a, 2b и 2c. До чувствительной к прикосновению поверхности 4 дотрагиваются пальцем, несколькими пальцами или любым другим подходящим инструментом, таким как перо, и т.п., под углом α. Светоизлучающая сторона 3 излучает луч 5 света под соответствующим углом β. Этот угол β может быть, например, идентичен углу α, обратным углу α, представлять собой произведение (c*α) или показательную функцию α (αn), или любую другую функцию α (β=f(α)).
На Фигурах 3a и 3b показаны возможные сборки, при которых датчики касания, т.е., сенсорные элементы 4a помещены на внутреннюю поверхность кожуха, т.е., корпуса 1a. Центральный блок 7 управления считывает датчики и рассчитывает или определяет угол, который характеризует (или соответствует) положение пальца. Он затем отправляет управляющие сигналы на СИД, например, на привод СИД, для создания луча 5 света при желаемом угле.
СИД с оптическими средствами и электронными средствами 8 запуска обеспечивают проецирование света под желаемыми углами. СИД ориентируются под различными углами, либо оптические средства на СИД управляют светом под желаемым углом за счет преломления. В обоих случаях, луч света с желаемым углом создается за счет включения специального СИД с оптическими средствами, которые соответствуют этому углу. Часть 3 прозрачной стенки закрывает корпус 1a, позволяя свету из СИД покидать осветительное устройство.
На Фигуре 4a приведена альтернативная сборка для устройства, в которой СИД с оптическими средствами 9 выполнены куполообразно. Луч с желаемым углом создается за счет включения СИД, который размещают под соответствующим углом. Преимущество состоит в том, что опорная поверхность этого расположения может быть меньше, чем «плоское» расположение СИД. На Фигуре 4b показана другая альтернативная сборка, которая показывает способ с использованием механического привода для управления лучом, с использованием СИД с оптическими средствами 9, расположенными на приспособлении, которое вращается вокруг двух осей. Два мотора 10, 11 приводят в действие вращение вокруг обеих осей, вследствие чего луч света 5, проецируемый из осветительного устройства, соответствует углу ввода, определенному блоком датчиков.
Фигура 5 показывает схематическую техническую конфигурацию системы. Поверхность касания снабжена матрицей датчиков касания, например, емкостных датчиков 4a. Данные считываются центральным процессором 7. Этот ЦП отправляет командные сигналы на светоизлучающий элемент (элементы) 2 через задающий блок 8, который обеспечивает корректный запуск одного или нескольких светоизлучающих элементов.
Используя палец, инструмент, перо, и т.п., пользователь может дотрагиваться до области поверхности стенки, содержащей датчики 4a. Затем ЦП 7 рассчитывает или определяет угол, который характеризует (или соответствует) положению пальца, или детектору приходится определять угол наклона вокруг оси или опорную точку, в которой палец касается поверхности. Это определение угла можно осуществить с использованием матрицы датчиков ближней локации, таких как, например, емкостные датчики, которые считывают данные о расстояниях частей руки от места касания. Рисунки в данных датчика могут указывать на угол касания пальца.
Для более подробного представления выявленных значений Sout, см. Фигуры 6a и 6b. Фигура 6a показывает матрицу из девяти емкостных сенсорных элементов, до которых дотрагиваются пальцем. Фигура 6b показывает визуальное отображение мощностей сигнала Sout для различных сенсорных элементов. В этом случае, датчик 5 в середине имеет наибольший выходной сигнал S5, поскольку большая часть пальца находится вблизи этого датчика. Соседний сенсорный элемент номер четыре имеет второй наибольший выходной сигнал S4, поскольку наклоненный палец также находится близко к области выше этого сенсорного элемента. Другие сенсорные элементы не имеют никаких значительных выходных сигналов. Угол пальца, представляющий собой угол α, может быть выведен из пространственного соотношения между датчиками и их выходным сигналом S4, S5.
Используя информацию из детектора относительно определения угла α положения пальца, информацию передают на сенсорные элементы, таким образом, чтобы источник (источники) света, т.е., светоизлучающие элементы 2 были приведены в действие для проецирования луча 5 света из стороны 3 светоизлучения устройства 1 под углом наклона, соответствующем углу, который характеризует положение пальца пользователя, или проецирует свет с углом падения, который является функцией положения пальца.
Таким образом, палец может быть перемещен под углом к поверхности стенки, а результирующий активированный луч 5 света, спроецированный с поверхности 3 испускания, может двигаться одновременно с движением пальца. При неиспользовании, режим положения/угловой режим может быть отключен или деактивирован, до тех пор, пока в следующий момент пользователь не пожелает использовать этот конкретный режим.
В варианте воплощения осветительному устройству согласно изобретению может быть дана команда, состоящая в том, что оно должно будет функционировать в этом конкретном режиме, чтобы оно было способно управлять положением или углом, при котором свет испускается из светоизлучающей поверхности после активации источника (источников) света. Это может быть команда, подаваемая на осветительное устройство, для активации устройства, иными словами, угловой режим, и т.п.
Положение при жестикуляции также может функционировать за счет относительной перемены его положения, когда изменение угла, выполненное пальцем, соответствует изменению угла луча света. Фигура 7a показывает такую функцию. На Фигуре 7a луч имеет угол α. Палец устанавливают под случайным исходным углом, в случае данной Фигуры, - перпендикулярно к чувствительной поверхности. На Фигуре 7b палец поворачивается под углом β. Луч света поворачивается вместе с пальцем с тем же угловым смещением β. Результирующий угол луча света представляет собой сумму его исходного угла α и угла вращения β.
Поверхность управления также может быть отделена от поверхности испускания света, вследствие чего она становится удаленной площадкой с функциональностью определения положения, см. Фигуру 8. Ориентацию удаленной площадки, представляющей собой удаленный блок ввода данных, возможно, необходимо будет выровнять с осветительным устройством, для предотвращения ухудшения простоты использования. Эта удаленная площадка также может представлять собой смартфон или планшетный компьютер.
Положение при жестикуляции также может быть использовано на светоизлучающей стороне, при условии, что светоизлучающая сторона снабжена необходимой сенсорными средствами, т.е., системой ввода данных. На Фигуре 9a поверхность испускания света соединена с тактильно-сенсорной поверхностью, причем угол, который палец образует с поверхностью (α), определяет угол луча света (β). На Фигуре 9b изображена аналогичная ситуация, но угол луча света отражается относительно нормальной плоскости поверхности. Это отражение предотвращает блокирование луча света пальцем.
Фигура 10a показывает возможную сборку для воплощения сенсорного устройства на светоизлучающей стороне. Прозрачные или очень маленькие датчики 4a расположены на внешней стороне части прозрачной стенки устройства 1. Вместе они образуют комбинированную сенсорную и светоизлучающую часть 3,4 стенки, как видно из Фигуры 9a и 9b. ЦП 7 считывает данные с датчиков 4a и рассчитывает или определяет угол, который характеризует (или соответствует) положение пальца. Он затем определяет желаемый угол луча света. Затем он отправляет управляющие сигналы на СИД.
СИД с оптическими средствами и электронными средствами 8 запуска обеспечивает проецирование света при желаемых углах. СИД ориентируются под различными углами, либо оптические средства на СИД управляют светом при желаемом угле, за счет преломления. В обоих случаях, луч 5 света с желаемым углом создается за счет включения специального СИД с оптическими средствами, которые соответствует этому углу.
Фигура 10b показывает аналогичную сборку, с той разницей, что датчики 4a помещены на внутреннюю сторону прозрачной стенки 3.
Модификации и дополнения к устройству, раскрытому выше, очевидны для специалистов в данной области техники и охватываются объемом прилагаемой формулы изобретения.