ПОРТАТИВНЫЙ СВЕТИЛЬНИК
PORTABLE LAMP

Область техники
Изобретение относится к портативным электрическим светильникам и, более конкретно, к портативному электрическому светильнику с автоматическим управлением освещенностью.
Уровень техники
Заявитель настоящего изобретения выпустил в продажу портативный светильник с так называемым "реактивным" или "динамическим" управлением, описанный в международной заявке WO 2009/133309. Как показано на фиг.1, в этом случае используется головной светильник (фонарь), содержащий по меньшей мере один светодиод (СД) 11 и установленный вблизи него оптический датчик 14 на базе фотодиода для выработки сигнала, характеризующего свет, отраженный поверхностью объекта 16, освещаемого светильником. Этот сигнал обрабатывается управляющим контуром 13 в целях автоматического управления мощностью СД с учетом заданного порогового уровня. Тем самым обеспечивается автоматическая (без какого-либо ручного управления) регулировка светового пучка, испускаемого светильником, обеспечивающая адаптацию испускаемого света к окружению, при эффективном управлении потреблением энергии.
Принцип подобного "динамического" освещения несомненно обеспечивает существенное улучшение головных фонарей и, в более широком контексте, портативных светильников.
Однако, несмотря на значительные преимущества, которыми обладают такие светильники, им свойственны новые проблемы.
В частности, при практическом использовании наблюдалась высокая чувствительность системы управления к мешающим источникам света.
Например, если пользователь освещает место на расстоянии от него, а часть света, излученного светильником и отраженная от объекта (пусть даже небольшого), создает помехи для системы управления, система может среагировать на них и задать снижение световой мощности, даже если оно не требуется и не является желательным.
В качестве второго примера были выявлены помехи регулирования света, когда пользователь светильником, идя по дороге, вступает в полосу освещения фар транспортного средства, движущегося в противоположном направлении. В этом случае (как и в предыдущем) функционирование системы управления ухудшается из-за помех, создаваемых светом фар, что опять-таки приводит к неоправданному снижению яркости светильника.
В завершение можно упомянуть, в качестве третьего примера, человека, поднимающегося по веревке: веревка, движущаяся перед фотодатчиком вправо и влево, может вносить искажения в динамическое освещение.
Решение данной проблемы раскрыто в двух патентных заявках РСТ/ЕР2012/000982 и РСТ/ЕР2012/000984, поданных заявителем настоящего изобретения 6.03.2012 и не опубликованных на дату приоритета настоящего изобретения. Указанное решение требует использования датчика изображения, подключенного к процессору изображения, способному осуществлять обработку изображений таким образом, чтобы обеспечить более надежное управление либо яркостью СД, либо геометрией светового пучка.
Однако данное решение требует использования сложной схемы, что существенно увеличивает расходы на производство таких головных светильников.
В связи с этим требуется разработать недорогой в изготовлении светильник для работы в динамическом (реактивном) режиме.
Раскрытие изобретения
Соответственно, изобретение направлено на создание недорогого головного светильника, снабженного усовершенствованным управляющим механизмом с целью повышения эффективности светильника и комфортности для пользователя.
Другая задача, решаемая изобретением, состоит в разработке усовершенствованного способа управления интенсивностью света от головного светильника с целью облегчить пользование светильником и сделать его регулировку менее чувствительной к паразитным источникам света.
Еще одна задача состоит в создании головного светильника, обладающего новыми функциональностями и пригодного для применения во многих приложениях.
Перечисленные задачи решены изобретением благодаря созданию портативного светильника, содержащего:
- источник света, содержащий один или более источников для генерирования по меньшей мере одного светового пучка;
- блок питания для управления яркостью указанного по меньшей мере одного пучка в качестве отклика на управляющую информацию или управляющий сигнал и
- блок управления для генерирования указанной управляющей информации или указанного управляющего сигнала.
Светильник по изобретению характеризуется тем, что блок управления содержит по меньшей мере один фотодатчик и управляющий блок, обеспечивающий управление фазой выключения одного или более пучков в течение периода, неразличимого пользователем светильником. При этом фаза выключения сочетается по меньшей мере с одним измерением, посредством указанного по меньшей мере одного фотодатчика, изменения уровня излучения, отраженного окружающей средой.
Источником света предпочтительно являются светодиоды (СД) с низким энергопотреблением.
В одном варианте светильник имеет единственный фотодатчик и формирует единственный пучок.
Однако в предпочтительном варианте светильник имеет единственный фотодатчик и формирует два пучка, широкий и узкий.
В этом варианте управляющий контур способен периодически:
- выключать узкий пучок в сочетании с выполнением фотодатчиком первого измерения и
- выключать широкий пучок в сочетании с выполнением фотодатчиком второго измерения.
Управляющий контур предпочтительно рассчитывает уровень общего освещения в соответствии со следующей формулой:
ambiante
L=M2+M3-M1,
где
М1 - результат измерения, выполненного при генерировании обоих пучков;
М2 - результат измерения, выполненного при выключенном узком пучке;
М3 - результат измерения, выполненного при выключенном широком пучке.
Могут быть рассмотрены различные стратегии управления.
В первом варианте управляющий контур регулирует световую мощность светового пучка, основываясь только на значениях L=М1-М3 и Е=М1-М2, исключая влияние общего освещения. В этом случае становится возможным избежать помех, обусловленных общим освещением (например автомобильными огнями).
ambiante
Альтернативно, например в соответствии с настройками конфигурации светильника, можно настроить мощность светильника и управлять ею, основываясь только на значении L.
В других вариантах два пучка могут быть рассогласованы по направлению.
Светильник предпочтительно будет содержать также конфигурирующее средство, обеспечивающее заданную конфигурацию, в частности в соответствии с одним или более из заданных профилей, с использованием коммуникационного порта типа порта USB, обеспечивающего возможность коммуникации с компьютером, тачпадом или смартфоном.
Кроме того, согласно одному аспекту изобретения может осуществляться модуляция светового пучка или световых пучков, облегчающая различение пучков.
Краткое описание чертежей
Другие особенности, решаемые задачи и преимущества изобретения станут ясны из нижеследующего описания неограничивающих примеров осуществления изобретения и из прилагаемых чертежей.
На фиг.1 представлена общая схема известного светильника, обеспечивающего динамическое освещение.
На фиг.2 представлена общая схема первого варианта светильника, содержащего фотодатчик и формирующего единственный световой пучок.
На фиг.3 представлен вариант, альтернативный варианту по фиг.2 и использующий микропроцессорную архитектуру.
Фиг.4а и 4b иллюстрируют два альтернативных варианта контура регулировки.
На фиг.5 иллюстрируется второй вариант, основанный на комбинации единственного фотодатчика с двумя пучками, широким и узким.
На фиг.6 представлен временной график, иллюстрирующий функционирование контура регулировки светильника по фиг.5.
На фиг.7 представлен третий вариант светильника, использующего два рассогласованных по направлению пучка.
На фиг.8 иллюстрируется четвертый вариант, содержащий генератор для модулирования пучка.
Осуществление изобретения
Далее будет рассмотрена возможность существенного усовершенствования работы реактивного или динамического светильника, использующего фотодатчик, являющийся "монодатчиком". В контексте изобретения термин "монодатчик" обозначает любой датчик, способный генерировать базовую аналоговую или цифровую информацию, за исключением датчика изображения, который генерирует информацию, структурированную в виде матрицы пикселей информации.
Несомненным преимуществом фотодатчика перед датчиком изображения является его низкая производственная стоимость.
Далее будет подробно рассмотрен пример портативного светильника, такого как головной светильник, или любого другого мобильного устройства, снабженного автономной осветительной системой.
Согласно одному аспекту изобретения головной светильник содержит комплект из n фотодатчиков (n≥1) и формирует m световых пучков (m≥1), которые, при наличии более одного пучка, могут иметь различную интенсивность и геометрию.
Согласно одному аспекту изобретения, светильник использует принцип управления, основанный на периодическом выключении, в течение временного интервала, неразличимого пользователем, одного или более пучков с измерением посредством датчика (датчиков), во время этого периодического выключения, отражения света от окружающей среды.
Измерения, выполняемые портативным светильником в различных конфигурациях и ситуациях освещения, обеспечивают сбор разнообразной информации, относящейся к отражению окружающей среды, и, как следствие, позволяют получить более полное знание об "отклике" данной, отражающей окружающей среды.
В результате становится возможным реализовать значительно более развитую стратегию управления яркостью светильника, чем применявшиеся ранее.
Чтобы проиллюстрировать различные возможности реализации нового предлагаемого решения, далее будут рассмотрены следующие его варианты:
- вариант, содержащий единственный фотодатчик в сочетании с единственным пучком;
- вариант, содержащий единственный фотодатчик в сочетании с двумя пучками, узким и широким.
1. Описание первого варианта (единственный фотодатчик, единственный пучок)
На фиг.2 представлен головной светильник 100, содержащий единственный фотодатчик, используемый в сочетании с единственным световым пучком, формируемым любым источником света (лампой накаливания, СД, органическим СД и т.д.).
Светильник 100 содержит также блок 110 питания, подключенный к блоку 120 управления.
Блок 110 питания содержит все компоненты, которые обычно присутствуют в светильниках на базе СД (светодиодных светильниках), используемых для получения светового пучка высокой интенсивности.
Электрический контур светильника содержит источник питания, такой как батарея (не изображена) для генерирования напряжения Vcc питания, один или более СД (на фиг.2 показан единственный СД) 114 для генерирования единственного светового пучка, питание на который подается через силовой полупроводниковый ключ 113, например, в виде биполярного транзистора, полевого транзистора или полевого МОП-транзистора. Чтобы уменьшить джоулевы потери, ключ 113 управляется с использованием широтно-импульсной модуляции (ШИМ), которая хорошо известна специалистам как аналогичная применяемой в аудиосистемах класса D. Эта модуляция осуществляется посредством контура 112 ШИМ, управление которым обеспечивается управляющим сигналом 111, подаваемым на его вход.
Компоненты, составляющие блок 110 питания (ключи и контура) - хорошо известны специалистам, так что для облегчения понимания изобретения их описание будет сокращено. Аналогично, сведения о различных аспектах ШИМ можно найти в опубликованной литературе. Следует также отметить, что рассматриваемый вариант, основанный на широтно-импульсной модуляции, - это только неограничивающий пример, поскольку для обеспечения адекватных уровней напряжения, применяемых при питании СД, описанный контур с ШИМ может быть заменен или скомбинирован с любым другим контуром питания, основанным на преобразователях напряжения, таких как вольтодобавочные или повышающие преобразователи, хорошо известные специалистам.
Блок 120 управления генерирует управляющий сигнал 111, подаваемый на вход блока 110 питания, чтобы управлять контуром 112 ШИМ и, тем самым, интенсивностью света, испускаемого СД.
Блок управления содержит датчик 122, расположенный позади оптической системы 121, которая, в качестве опции, используется для фокусирования отраженного света, воспринимаемого этим датчиком. На фиг.1 иллюстрируется вариант, в котором фотодатчик электрически связан с излучателем, обеспечивающим первое повышение напряжения. Однако для специалиста будет понятно, что этот вариант является лишь неограничивающим примером. Возможны и альтернативные схемы для восприятия излучения, сфокусированного системой 121, в частности вариант, в котором излучение фокусируется в пределах конуса с углом раскрытия примерно 10°-20°, охватывающего оптическую ось светильника или фотодатчика 122.
Следует также отметить, что описываемое далее улучшение, которое изобретение вносит в систему управления, способно существенно увеличить значение угла раскрытия конуса и тем самым сделать прием отраженного света менее чувствительным к отдельным локальным объектам.
В конкретном варианте датчик может входить в состав интегральной схемы на основе кристаллического компонента, который под воздействием света генерирует поверхностный электрический заряд. При этом изменения интенсивности света, воспринимаемого датчиком, вызывают изменения поверхностного электрического заряда, которые могут быть измерены, например, посредством усилителя полевого эффекта (полевого транзистора) или любой другой подходящей схемы.
Сигнал, сформированный датчиком 122, поступает в усилительный контур 123, обеспечивающий, одновременно с адекватным усилением сигнала, соответствующую фильтрацию. В результате в сигнале сохраняются только полезные частоты и отсутствуют шумовые компоненты. Следует также отметить, что датчик обладает чувствительностью в широком интервале частот. При этом в одном конкретном варианте в результате фильтрации в сигнале сохраняются только желаемые частоты.
Таким образом, усилительный контур 123 генерирует усиленный аналоговый сигнал, соответствующий излучению, воспринятому датчиком 122, причем этот сигнал через терминал 126 поступает в управляющий блок 125, способный обработать данный сигнал, чтобы сгенерировать управляющий сигнал 111, подаваемый на вход контура 112 ШИМ.
Управляющий блок 125 может быть реализован в различных вариантах.
В наиболее простом варианте он может быть построен с использованием аналоговых компонентов, способных генерировать управляющий сигнал 111.
Альтернативно можно рассмотреть применение микропроцессорной архитектуры, как это проиллюстрировано на фиг.3. Представленный здесь управляющий блок 125' содержит центральный процессор 210, подключенный посредством обычных адресной шины, шины данных и управляющей шины к памяти 220 с произвольным доступом (RAM) и к постоянной памяти 230 (ROM), например в виде программируемой постоянной памятью, где записаны команды и микропрограммы. Процессор подключен также к блоку 205 ввода/вывода (I/O), который является интерфейсом для внешних сигналов, в число которых входят выходной сигнал усилителя 123, подаваемый на терминал 126, и управляющий сигнал 111, подаваемый на управляющий вход контура ШИМ.
В качестве опции, управляющий блок 125' может быть снабжен USB-модулем 240, обеспечивающим возможность обмена данными через последовательный интерфейс 250, соответствующий стандарту USB (порт USB).
При таком выполнении блок управления сможет осуществлять коммуникацию с устройством обработки данных, таким как персональный компьютер или лэптоп.
Такая коммуникация особенно эффективна, например, для обмена конфигурационными данными и настройками ("профилями"), которые могут использоваться с целью сохранения и выбора, по мере необходимости, настроек светильника в соответствии с его использованием по желанию пользователя. В частности, через интерфейс светильника на базе порта USB может быть активирована функция обеспечения безопасности.
Подключение к компьютеру через порт USB может быть использовано также для перезарядки батареи, обеспечивающей питание светильника.
В дополнение к процессору 210 и памяти RAM 220, ROM 230, управляющий блок 125' может содержать различные электронные схемы, такие как буферные элементы, счетчики или регистры ветвления, которые хорошо известны специалистам и поэтому не требуют подробного описания.
Можно видеть, что управляющий блок 125' использует для генерирования управляющего сигнала 111 более сложную схему, чем базовый вариант, описанный со ссылками на фиг.2. Следует также отметить, что термин "сигнал" в контексте изобретения относится к электрическому параметру - току или напряжению, используемому для управления блоком питания и, в частности, для управления ШИМ, применяемой в цепях питания СД 114. Однако данный пример не является ограничивающим, и "управляющий сигнал 111" может быть заменен "управляющей информацией", т.е. логической информацией, которая может храниться в регистре (как результат расчетов, выполненных процессором 210) и переноситься любыми подходящими средствами в блок 110 питания, чтобы управлять световой мощностью пучка. В одном конкретном варианте представляется возможным интегрировать блок управления и блок питания в единый модуль или в единую интегральную схему.
Поэтому специалисту будет очевидно, что понятие "управляющего сигнала 111" охватывает как варианты, основанные на управляющей электрической переменной -токе или напряжении, так и варианты, в которых управление осуществляется посредством логической информации, доставляемой в блок питания. В связи с этим далее понятия управляющего сигнала и управляющей информации рассматриваются как эквивалентные.
ambient
Управляющий блок 125 (125') светильника, показанный на фиг.2 (фиг.3) функционирует следующим образом. Блок управления периодически осуществляет выключение единственного светового пучка, формируемого СД 114, и производит первое измерение М1, характеризующее уровень L общего освещения. Затем блок управления производит второе измерение М2 при включенном СД, чтобы получить новую информацию, которая, по существу, характеризует уровень R отраженного света, обусловленный световым пучком от СД 114, в соответствии с формулой
R=M2-M1.
Данным методом можно получить более точную информацию, чем при использовании известного светильника (в котором аналогичное измерение производилось без выключения СД), поскольку он дает как оценку общего освещения, так и точный отклик светильника на свет, генерируемый СД 114.
Подобная информация весьма полезна для усовершенствования стратегии регулирования управляющего блока 125, 125' и управления им. В частности, существенным преимуществом перед известными светильниками является возможность уменьшить яркость СД, только если наблюдается увеличение значения R, соответствующего части света, генерируемого СД 114.
Более конкретно, если пользователь идет вечером или ночью по дороге и попадает в зону, освещаемую фарами транспортного средства, система управления будет в состоянии определить, что свет этих фар является частью общего освещения. Поэтому она не уменьшит яркость СД, несмотря на увеличение результата М2 измерений.
На фиг.4А иллюстрируется метод управления, подходящий для широтно-импульсной модуляции. Представленный график временной зависимости яркости соответствует ШИМ с фазами (482, 484 …) включения светильника и фазами (481, 483 …) его отключения, причем изменение относительной длительности этих фаз позволяет настраивать коэффициент заполнения цикла и, следовательно, среднюю яркость.
Согласно одному варианту управляющий блок 125 активирует, как это было описано, проведение измерений М1 во время фаз 481, 483, … выключения и измерений М2 во время фаз 482, 484, … включения. Результаты этих измерений могут затем обрабатываться различными методами, например статистическими, чтобы получить на их основании данные, которые могут быть использованы для регулирования.
Если для питания СД используется аналоговая схема, генерирующая постоянный ток (вольтодобавочные или повышающие преобразователи), метод регулировки будет ближе к представленному на фиг.4В. В этом случае можно видеть, что питание СД соответствует последовательности фаз 491, 493, … с введенными между ними короткими фазами 492, предназначенными для проведения измерений М1.
Очевидно, на основе данного принципа можно реализовать различные варианты.
Таким образом, рассмотренный первый вариант подтверждает возможность существенно улучшить знание отражающей способности окружающей среды и "реакцию" на нее и, следовательно, разработать адекватную стратегию регулирования.
2. Описание второго варианта (один фотодатчик, два пучка, широкий и узкий)
Далее, со ссылкой на фиг.5, будет описан второй вариант головного светильника 10, тоже имеющего единственный фотодатчик 215, но используемого для формирования двух световых пучков, узкого и широкого, генерируемых соответственно СД 403 и 401.
Светильник 10 содержит блок 110 питания, содержащий источник питания, такой как батарея (не изображена), вырабатывающий напряжение Vcc питания, и два ключа 118 и 119, через которые ток питания подается на СД 403 и 401. Эти ключи управляются соответственно блоками 131 и 132, реализующими ШИМ. Ключи 118 и 119 могут быть полупроводниковыми ключами, например в виде биполярных транзисторов, полевых транзисторов или полевых МОП-транзисторов.
Оба транзистора управляются посредством управляющей информации или управляющих сигналов 115 и 116 генерируемых управляющим блоком 125, интегрированным в блок 200 управления.
Специалист легко может предложить, в дополнение к проиллюстрированному варианту, другие варианты архитектуры осветителя, например с объединением ключей 118 и 119 в один электронный контур.
В варианте по фиг.5 управляющий блок 125 содержит процессор 210, связанный посредством обычных адресной шины, шины данных и управляющей шины с памятью RAM 220 или ROM 230 или, например, с электрически стираемой программируемой постоянной памятью и т.д.
Фотодатчик 215 подключен к аналого-цифровому (A/D) преобразователю 260 для преобразования аналоговых сигналов в цифровую информацию, которая может быть доступна процессору 210 через шину данных, адресную шину и т.д.
В предпочтительном варианте ось датчика соответствует оси светодиодов (СД), так что поле, воспринимаемое датчиком 215, совпадает с зоной, освещаемой СД.
В другом варианте предусмотрена доступность USB-порта 250 через USB-модуль 240, входящий в состав блока управления и подключенный к соответствующей шине; тем самым обеспечена возможность обмена данными в стандарте USB. В частности, как это будет показано далее, наличие USB-интерфейса обеспечит возможность хранения в светильнике различных параметров и профилей.
При таком выполнении блок управления сможет осуществлять коммуникацию с устройством обработки данных, таким как персональный компьютер, лаптоп, тачпад, карманный компьютер или даже смартфон.
Следует отметить, что USB-порт - это только один возможный пример средств для обеспечения связи между светильником и компьютером и специалист может рассмотреть использование и других средств связи, в том числе беспроводных (Bluetooth, Wi-Fi и т.д.). В одном конкретном варианте головной светильник будет иметь свой собственный IP адрес, чтобы облегчить его конфигурирование, например, через соответствующий веб-сервер.
Такая коммуникация особенно эффективна, например, для обмена конфигурационными данными и настройками ("профилями"), которые могут использоваться с целью сохранения и выбора, по мере необходимости, настроек светильника в соответствии с его использованием по желанию пользователя, в частности настроек для реализации функциональных диаграмм, которые будут описаны далее. Альтернативно или дополнительно, "профили" можно использовать, как это будет описано далее, для реализации специальных процедур или режимов, таких, как так называемый статический режим (в котором процесс регулировки и возможность управления геометрией пучка деактивируются) и динамический режим (в котором режим регулировки полностью функционален).
Далее, со ссылками на фиг.6, будет подробно описано функционирование рассмотренного варианта, обеспечивающего особенно эффективную регулировку мощности, подаваемой на СД.
На фиг.6 представлен временной график, иллюстрирующий работу светильника, в котором питание СД 401 и 403 осуществляется, например, постоянным током, сила которого в фазах 590 и 595 задается посредством адекватных преобразователей (вольтодобавочных и/или повышающих).
Периодически, например каждые 2 мс, подача на СД 401 и 403 постоянного тока прерывается фазой измерений варьирования освещенности (отмеченной на фиг.6 эллипсом). Как это показано в верхней части фиг.6, данная фаза включает три последовательных шага.
Шаг 1 (591): оба СД 401 и 403 запитаны, что позволяет произвести первое измерение М1, которое соответствует отклику на отраженный окружающим пространством свет в случае освещения этого пространства двумя пучками совместно с общей освещенностью.
Шаг 2 (592): узкий пучок выключен, чтобы второе измерение М2 являлось откликом на отраженный окружающим пространством свет в случае его освещения только широким пучком совместно с общей освещенностью.
Шаг 3 (593): широкий пучок выключен, чтобы третье измерение М3 являлось откликом на отраженный окружающим пространством свет в случае его освещения только узким пучком совместно с общей освещенностью.
ambiante
Если обозначить, как L и Е, освещенности, обеспечиваемые широким и узким пучками соответственно, a L - освещенность в результате общего освещения, то:
ambiante
М1=L + L + Е;
ambiante
М2=L + L;
ambiante
М3=L + Е.
В результате получаем:
ambiante
L=М2+М3-М1,
а также
L=M1-M3;
Е=М1-М2
ambiante
или L=М2-L,
ambiante
а Е=М3-L.
Таким образом, в этом варианте не требуется одновременно выключать оба пучка, чтобы легко оценить вклад общего освещения в отклик фотодатчика.
Это является важным преимуществом данного варианта.
Как и в других вариантах, можно рассмотреть различные стратегии управления и регулировки:
В частности, применительно к конфигурации настроек, соответствующих одному конкретному профилю, можно принять решение о регулировании тока питания СД только с учетом переменных L и Е для того, чтобы уменьшить возможные помехи, создаваемые внешними источниками света, находящимися вне пространства, непосредственно окружающего светильник. Например, если в "обратной связи" светильника не произошло никаких изменений, но возникла внешняя помеха, регулирующий механизм может распознать эту внешнюю помеху как не являющуюся частью обратной связи (L, Е) для пучков, формируемых светильником, и, как следствие, сохранить неизменным питание СД.
Подобные стратегии могут эффективно комбинироваться с "профильными" настройками, конфигурируемыми с использованием порта 250 USB по фиг.5.
Например, в первой конфигурации, соответствующей активности "бег трусцой/ходьба", процессор 210 будет поддерживать постоянную яркость, базируясь на результатах регулировки, даже если пользователь светильником попадет в зону, освещаемую фарами транспортного средства, движущегося в противоположном направлении.
Альтернативно, во второй конфигурации, соответствующей, например, активности спелеолога, можно решить, что механизм управления, применяемый процессором 210, будет придавать меньшее значение значениям L и/или Е, чтобы избежать помех, возникающих при прохождении веревки перед фотодатчиком.
В конкретном варианте значительные вариации отклика, связанные со значениями L и/или Е, могут детектироваться регулирующим механизмом как характеризующие ситуацию лазания, что будет означать деактивацию регулирования, чтобы обеспечить человеку, занимающемуся лазанием, постоянную яркость до тех пор, пока он не доберется до верхнего конца веревки.
ambiante
Разумеется, комбинируя различные переменные L, Е и L, определенные в результате различных измерений на шагах 591-593, можно реализовать и любые другие стратегии, от более простых до более сложных.
3. Описание третьего варианта (один фотодатчик - два несогласованных пучка)
Далее, со ссылкой на фиг.7, будет описан третий вариант, в котором для питания двух комплектов 501 и 503 СД (для каждого комплекта показано только по одному СД), имеющих слегка непараллельные оптические оси, используется блок 110 питания по фиг.5. Питание обоих комплектов 501, 503 СД от блока 110 питания осуществляется под контролем блока 200 управления, соответственно через выводы 502 и 504.
В то время как фиг.7 иллюстрирует вариант только с двумя комплектами диодов и, следовательно, только с двумя различными оптическими осями 9 и 12, специалист может легко адаптировать изобретение для формирования более двух световых пучков и, соответственно, более двух оптических осей.
Можно отметить, что в варианте по фиг.7 блок 200 управления генерирует два варианта управляющей информации или два управляющих сигнала 115 и 116 для управления световыми потоками, генерируемыми комплектами 501 и 503 СД соответственно.
С точки зрения динамики, управляющий блок (т.е. процессор 210), как и в первых двух вариантах, управляет фазой выключения одного из двух пучков (чтобы измерить отклик фотодатчика 215 во время этой фазы) на короткое время, что делает выключение незаметным для пользователя светильником.
Таким методом микропроцессор, управляемый соответствующим набором команд, может собрать результаты нескольких измерений, проводящихся в различных условиях при неизменных характеристиках отражения окружающей среды с целью обеспечения точной регулировки светильника.
4. Описание четвертого варианта (один фотодатчик - одна модуляция пучка)
Далее, со ссылкой на фиг.8, будет описан четвертый вариант, который отличается от первого варианта тем, что пучок, формируемый СД 114 (элементы, аналогичные показанным на фиг.2, сохраняют свои обозначения), модулируется с использованием модулирующей информации, чтобы обеспечить датчику 122 возможность принять комплексный сигнал, который расширяет разнообразие информации, собираемой с целью упростить распознавание различных источников света, в частности промодулированного источника света, образованного портативным светильником, и тем самым улучшить систему регулировки светильника.
С этой целью блок 110 питания по фиг.2 заменен блоком 110', содержащим генератор 610 постоянного тока, управляемый первым управляющим сигналом 611, и модулятор 620, принимающий модулирующую информацию по цепи 621.
Генератор 610 постоянного тока может быть реализован посредством любого аналогового электронного контура, обеспечивающего преобразование мощности, в частности использующего соответствующие преобразователи (вольтодобавочные или повышающие, в соответствии с их применимостью), чтобы преобразовать напряжение от батареи в регулируемый постоянный ток, управляемый информацией, поступающей в виде сигнала 611.
При этом в качестве модулятора 620 пригоден модулятор любого типа, в частности модулятор амплитуды или частоты, вносящий в постоянный ток, в соответствии с модулирующими данными (на достаточно высокой частоте, неразличимой человеческим глазом), дополнительный или переменный компонент.
Могут быть рассмотрены и другие типы модуляции.
В свою очередь, блок 120 управления заменен блоком 120', содержащим, в дополнение к фотодатчику 122, оптический элемент 121, усилитель 123 сигнала, демодулятор 650 для демодулирования светового потока, воспринятого фотодатчиком, и выделения модулирующей информации. После этого управляющий блок 660 может использовать эти различные составляющие информации для реализации любой подходящей стратегии регулировки тока питания СД.
Очевидно, что модуляцию можно применить и в случае нескольких пучков, например, как во втором варианте, использующем узкий пучок и широкий пучок. В этой ситуации можно модулировать узкий пучок посредством первой модулирующей информации, а широкий пучок посредством второй модулирующей информации, чтобы обеспечить фотодатчику возможность собирать данные по двум информационным каналам и обеспечить, тем самым, их более легкое распознавание. Модуляция может использоваться также, когда это приемлемо, для установки канала связи между двумя светильниками, особенно если они, в большей или меньшей степени, обращены друг к другу.
Как и в предыдущих вариантах, можно рассмотреть разнообразные стратегии управления.
Изобретение обладает рядом преимуществ. Благодаря разнообразным измерениям, выполняемым во время фаз селективного отключения световых пучков, механизм контроля и регулировки может быть сделан более эффективным.
Так, становится возможным расширить конус фотодатчика, чтобы он обеспечивал желательный захват света, обусловленного как общим освещением, так и обратной связью по световому потоку.
Эта возможность является важным преимуществом по сравнению с известным динамическим освещением, которое требует применение датчика, имеющего относительно узкий конус, чтобы избежать, например, помех, создаваемых автомобильными фарами, направленными на пользователя светильником.
Следует также отметить, что рассмотренные измерения различий в условиях освещения могут производиться не только в отношении яркости, как это описано выше, но также в отношении контраста.
Среди преимуществ, достигнутых с помощью изобретения, можно отметить:
- большую устойчивость механизма управления в отношении любых мешающих (создающих шумы) источников освещения;
- возможность расширения поля зрения датчика, обеспеченную благодаря улучшенному опознаванию источников света, достигнутому за счет большего разнообразия измерений, и, как следствие,
- меньше проявлений нестабильности, ассоциированных с изменениями в общем освещении (в типичном варианте в виде ярких огней, движущихся перед фотодатчиком),
- благодаря увеличению поля зрения меньше проявлений, ассоциированных с появлением яркого объекта (типа инструмента), которое могло бы привести к нежелательному ослаблению освещения;
- меньшая чувствительность к нарушениям освещения при появлении объектов с малой площадью поверхности (например веревки).