用于被配置用于存在檢測的照明單元的方法和裝置制造方法
【專利摘要】與具有用于存在檢測的雷達的基于LED的照明單元（10；110；210；310；410）有關的方法和裝置。可將雷達電路（140；240；340A；340B；440）電耦合到至少選擇性地對雷達電路供電且至少選擇性地對LED供電的基于LED的照明單元的導電布線（25；125；225；325；425）。在一些實施方式中，被耦合到雷達電路的天線可由導電布線形成，并且可選地至少部分地與流過LED的任何電流隔離。
【專利說明】用于被配置用于存在檢測的照明單元的方法和裝置

【技術領域】
[0001]本發明一般地針對被配置用于存在檢測的照明單元。更特別地，本文公開的各種發明方法和裝置涉及采用用于存在檢測的雷達設備的基于LED的照明單元。

【背景技術】
[0002]數字照明技術、即基于半導體光源(諸如發光二極管(LED))的光照提供對傳統熒光、HID和白熾燈的可行替換。LED的功能性優點和益處包括高能量轉換和光學效率、耐久性、較低的操作成本等。LED技術的最近進展已提供了使得能夠在許多應用中實現多種照明效果的高效且穩健的全譜照明源。體現這些源的一些器材以照明模塊為特征，包括能夠產生例如紅色、綠色以及藍色的不同色彩的一個或多個LED以及用于獨立地控制LED的輸出以便生成多種色彩和色彩變化照明效果的處理器。
[0003]已實現了使得能夠單獨地控制照明器材中的各組光源的基于LED的照明器材、陣列以及系統。例如，基于LED的照明陣列可包括多個LED段，每個包含可被單獨地控制的一個或多個LED (例如，可被單獨地開啟/關掉的段)。可利用控制器來單獨地控制LED段中的每個。雖然基于LED的此類照明器材使得能夠實現LED段的單獨化控制，但向控制器提供數據以使得控制器能夠確定如何控制LED段中的每個的傳感器可能具有一個或多個缺點。例如，可利用被動紅外(PIR)傳感器和/或聲傳感器來向控制器提供關于個體的存在的數據，并且控制器可在檢測到個體的存在時激活LED段。然而，PIR傳感器可能是笨重的，耗費太多功率和/或對熱過度敏感，從而限制了用于在照明單元中實現的選擇。并且，聲傳感器可能是笨重的，耗費太多功率和/或對噪聲過度敏感，從而限制了用于在照明單元中實現的選擇。
[0004]因此，在本領域中需要提供照明單元和陣列，解決現有解決方案的一個或多個缺點。


【發明內容】

[0005]本公開針對用于具有選擇性受控段的基于LED的照明單元和陣列(裝配有用于使得能夠實現存在檢測的雷達)的發明方法和裝置。例如，可將雷達電路電耦合到基于LED的照明單元的導電布線，其至少選擇性地對雷達電路供電并至少選擇性地對LED供電。在一些實施例中，被耦合到雷達電路的天線可由導電布線形成，并且可選地至少部分地與流過LED的任何電流隔離。
[0006]一般地，在一方面，提供了具有所實現雷達的基于LED的照明單元且其包括多個LED、以串并聯配置將LED電耦合的導電布線以及被電耦合到導電布線的第一部分的雷達電路。導電布線的第一部分至少選擇性地對雷達供電并至少選擇性地對LED供電。雷達天線被電耦合到雷達電路。
[0007]在一些實施例中，雷達天線由具有與雷達電路的雷達頻率基本上匹配的長度的導電布線的第二部分形成。
[0008]在一些實施例中，LED包括多個單獨可控LED組。在那些實施例的一些型式中，基于經由雷達天線在雷達電路處接收到的雷達頻率信號來控制單獨可控LED組。
[0009]在一些實施例中，以串并聯配置將雷達電路與LED中的至少一些相連。
[0010]在一些實施例中，雷達天線是與導電布線共享基本上公共規格的天線布線。在那些實施例的一些型式中，將天線布線和導電布線預先相互粘著地(cohesively)形成。
[0011]在一些實施例中，基于LED的照明單元還包括與雷達電路和LED進行電通信的控制器。控制器經由來自雷達電路的輸入來檢測存在事件。在那些實施例的一些型式中，控制器與存在事件相對應地改變LED的至少一個光輸出特性。在那些實施例的一些型式中，控制器將對存在事件的檢測發送到遠程接收機。在那些實施例的一些型式中，LED包括多個單獨可控LED組，并且控制器與存在事件相對應地調整提供給單獨可控LED組中的至少一個的電流。在那些實施例的一些型式中，控制器經由來自雷達電路的輸入來確定LED組中的存在事件位置對應LED組，并指引存在事件位置對應LED組的所述至少一個光輸出特性。
[0012]在一些實施例中，雷達電路包括被耦合到導電布線的第一部分的電容器，通過脈寬調制對LED進行供電，并且電容器在脈寬調制的高電平期間存儲能量且在脈寬調制的低電平期間放電。
[0013]一般地，在另一方面，提供了一種實現基于LED的照明單元中的雷達的方法，并且其包括步驟:將雷達電路電連接到將基于LED照明單元中的多個LED電互連的LED布線；將一段LED布線從用于流過LED的電流的電流路徑隔離；以及將該段LED布線連接到雷達電路的天線輸入。
[0014]在一些實施例中，該方法還包括切割LED布線以將該段LED布線電隔離。
[0015]在一些實施例中，將雷達電路以串并聯配置與LED連接。
[0016]該方法還可包括將第二雷達電路電連接到LED布線；將第二段LED布線從電流路徑隔離；以及將該段LED布線連接到第二雷達電路的第二天線輸入。在那些實施例的一些型式中，第一雷達電路處于與第一組LED的串并聯配置，并且第二雷達電路處于與不同的第二組LED的串并聯配置。
[0017]一般地，在另一方面，提供了一種對被相互電連接的多個LED和雷達電路供電的方法，并且其包括步驟:在多個第一時間段期間經由導線網格向多個LED提供功率；以及在多個第二時間段期間經由導線網格向雷達電路提供功率；其中，LED在第二時間段期間未被供電；并且其中，第一時間段和第二時間段是互斥的。該方法還可包括存儲在第一時間段期間提供的功率，其中，所存儲功率在第二時間段期間被提供給雷達電路。
[0018]如出于本公開的目的在本文中使用的，應將術語“LED”理解成包括任何電致發光二極管或能夠響應于電信號而產生輻射的其他類型的基于載流子注入/結點的系統。因此，術語LED包括但不限于響應于電流而發光的各種基于半導體的結構、發光聚合物、有機發光二極管(0LED)、電致發光條等。特別地，術語LED指的是所有類型的發光二極管(包括半導體和有機發光二極管)，其可被配置成在紅外光譜、紫外光譜以及可見光譜的各種部分(一般地包括從約400納米至約700納米的輻射波長)中的一個或多個中產生輻射。
[0019]例如，被配置成產生本質上白光的LED (例如，白色LED)的一個實施方式可包括許多管芯，其分別地發射以組合方式混合以形成本質上白光的不同光譜的電致發光。在另一實施方式中，可使白光LED與將具有第一光譜的電致發光轉換成不同的第二光譜的磷光體材料相關聯。在本實施方式的一個示例中，具有相對短波長和窄帶寬光譜的電致發光對磷光體材料進行“泵浦”，其進而輻射具有略微更寬光譜的較長波長輻射。
[0020]還應理解的是術語LED并不限制LED的物理和/或電封裝類型。例如，如上文所討論的，LED可指的是具有被配置成分別地發射不同光譜的輻射(例如，可以是也可以不是單獨可控的)的多個管芯的單個發光器件。并且，可使LED與被視為LED的整體部分(例如，一些類型的白色LED)的磷光體相關聯。一般地，術語LED可指的是已封裝LED、未封裝LED、表面安裝LED、板上芯片LED、T封裝安裝LED、徑向封裝LED、功率封裝LED、包括一些類型的外殼和/或光學元件(例如，漫射透鏡)的LED等。
[0021]應將術語“光源”理解成指的是多種輻射源中的任何一個，包括但不限于基于LED源(包括如上文定義的一個或多個LED)、白熾源(例如，白熾燈、鹵素燈)、熒光源、磷光源、高強度放電源(例如，鈉蒸氣、汞蒸氣以及金屬鹵化物燈)、激光器以及其他類型的電致發光源。
[0022]可將給定光源配置成在可見光譜內、可見光譜之外或兩者的組合產生電磁輻射。因此，在本文中可互換地使用術語“光”和“輻射”。另外，光源可包括一個或多個濾波器(例如，濾色器)、透鏡或其他光學部件作為整體部件。并且，應理解的是可針對多種應用來配置光源，包括但不限于指示、顯示和/或光照。“光照源”是被特別地配置成產生具有足夠強度以有效地照亮內部或外部空間的輻射的光源。在本上下文中，“足夠的強度”指的是在空間或環境中產生的(常常采用單位“流明”在輻射功率或“光通量”方面表示在所有方向上來自光源的總體光輸出)足以提供環境光照(即，可被間接地感知且可例如在被整體地或部分地感知之前被從多種中間表面中的一個或多個反射的光)的可見光譜中的輻射功率。
[0023]術語“照明器材”在本文中用來指代采取特定形式因數、組件或封裝的一個或多個照明單元的實施方式或布置。術語“照明單元”在本文中用來指代包括相同或不同類型的一個或多個光源的裝置。給定照明單元可具有多種用于一個或多個光源的安裝布置、殼體/外殼布置與形狀和/或電氣與機械連接配置中的任何一個。另外，可以可選地使給定照明單元與關于一個或多個光源的操作的各種其他部件(例如，控制電路)相關聯(例如，包括、耦合到和/或與之一起封裝)。“基于LED的照明單元”指的是包括如上文所討論的一個或多個基于LED光源的照明單元，單獨地或與其他非基于LED光源相組合。“多通道”照明單元指的是基于LED或非基于LED的照明單元，其包括被配置成分別地產生不同輻射光譜的至少兩個光源，其中，每個不同源譜可稱為多通道照明單元的“通道”。
[0024]術語“控制器”一般地在本文中用來描述關于一個或多個光源的操作的各種裝置。可以以許多方式(例如，諸如用專用硬件)來實現控制器以執行本文所討論的各種功能。“處理器”是采用可使用軟件(例如，偽代碼)來編程以執行本文所討論的各種功能的一個或多個微處理器的控制器的一個示例。可在有或者沒有采用處理器的情況下實現控制器，并且其還可實現為專用硬件的組合以執行一些功能，并實現為處理器(例如，一個或多個已編程微處理器和關聯電路)以執行其他功能。在本公開的各種實施例中可采用的控制器部件的示例包括但不限于常規微處理器、專用集成電路(ASIC)以及現場可編程門陣列(FPGA)。
[0025]在各種實施例中，可使處理器或控制器與一個或多個存儲介質(在本文中通稱為“存儲器”，例如易失性和非易失性計算機存儲器，諸如RAM、PROM、EPROM以及EEPROM、軟盤、緊湊式盤、光盤、磁帶等)相關聯。在一些實施例中，可用一個或多個程序對存儲介質進行編碼，其當在一個或多個處理器和/或控制器上執行時執行本文所討論的功能中的至少一些。可將各種存儲介質固定在處理器或控制器內，或者其可以是可移動的，使得可以將存儲在其上面的一個或多個程序加載到處理器或控制器中，從而實現本文所討論的本發明的各種方面。術語“程序”或“計算機程序”在本文中在一般意義上用來指代可以用來對一個或多個處理器或控制器進行編程的任何類型的計算機代碼(例如，軟件或微代碼)。
[0026]應認識到的是可將下面更詳細地討論的前述概念和附加概念的所有組合(假設此類概念并不是相互不一致的)構思為本文公開的發明主題的一部分。特別地，可將在本公開結束處出現的要求保護的主題的所有組合構思為本文公開的發明主題的一部分。還應認識到的是應當使在通過引用合并的任何公開中也出現的在本文中明確地采用的術語符合與本文公開的特定概念最一致的意義。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]在圖中，相同的附圖標記遍及不同的視圖一般地指的是相同部分。并且，附圖不一定按比例描繪，而是一般地著重于圖示出本發明的原理。
[0028]圖1圖示出具有以串并聯配置連接的多個LED的基于LED的照明單元。
[0029]圖2圖示出具有電源、以串并聯配置連接的多個LED以及所實現雷達電路的基于LED的照明單元的實施例。
[0030]圖3圖示出具有電源、以串并聯配置連接的多個LED以及所實現雷達電路的基于LED的照明單元的另一實施例。
[0031]圖4圖示出具有電源、以串并聯配置連接的多個LED以及兩個所實現雷達電路的基于LED的照明單元的另一實施例。
[0032]圖5圖示出在多個LED的電流返回路徑中具有電源、以串并聯配置連接的多個LED以及所實現雷達電路的基于LED的照明單元的另一實施例。
[0033]圖6圖示出響應于接收到的雷達輸入而調整LED的光輸出的方法的實施例。
[0034]圖7圖示出在基于LED的照明單元中實現雷達的方法的實施例。

【具體實施方式】
[0035]已實現了基于LED的照明器材和陣列，其使得能夠單獨地控制在此類器材和陣列內的各組光源。雖然此類照明器材使得能夠實現各組光源的單獨化控制，但在此類單獨化控制中所使用的傳感器具有一個或多個缺點。例如，傳感器可能是笨重的，耗費太多功率、對熱過度敏感和/或對噪聲過度敏感，從而限制了用于在照明單元中實現的選擇。因此， 申請人:已認可和認識到在本領域中需要提供具有用于存在檢測的雷達的照明單元，其可選地克服了現有照明單元的一個或多個缺點。
[0036]更一般地， 申請人:已認可和認識到提供與具有用于存在檢測的雷達設備的基于LED的照明單元有關的方法和裝置將是有益的。
[0037]鑒于前述內容，在本文中公開的各種發明方法和裝置涉及具有實現的雷達設備的照明單元。
[0038]在以下詳細描述中，出于說明而非限制的目的，闡述了公開特定細節的代表性實施例以便提供對要求保護的發明的透徹理解。然而，對于已受益于本公開的本領域普通技術人員而言將顯而易見的是脫離本文公開的特定細節的根據本教導的其他實施例仍在所附權利要求的范圍內。此外，可省略對眾所周知的裝置和方法的描述從而不會使對代表性實施例的描述晦澀。此類方法和裝置很明顯在要求保護的發明的范圍內。例如，本文公開的方法和裝置的各種實施例特別適合于利用來自基于LED的照明單元的至少一個雷達的數據來調整基于LED的照明單元的LED的光輸出。因此，出于說明性目的，常常與此類光輸出調整實施方式相結合地討論要求保護的發明。然而，在不背離要求保護的發明的范圍或精神的情況下可構思本方法的其他配置和應用。例如，在一些實施例中，可另外和/或替換地將來自基于LED的照明單元的至少一個雷達的數據用于其他目的，諸如監視行人交通、監視用于安全系統的活動和/或監視用于建筑物管理系統的活動。
[0039]圖1圖示出具有經由布線網格25以串并聯配置相互連接的多個LED 20A — I的基于LED的照明單元10。LED 20A — I包括被相互串聯連接的三組LED (20A — C ；20D—F ;以及20G— I)，三組中的每一個包括相互并聯連接的三個LED 20A— I。電源30被連接在第一組LED 20A—C的陽極與最后一組LED 20G — I中的LED的陰極之間。電源30被用來對LED 20供電。在一些實施例中，電源30可以是可由諸如電池和/或干線電源之類的功率源供電的LED驅動器。在一些實施例中，電源30可包括用于調整提供給LED 20A — I的功率的參數的控制器。
[0040]在一些實施例中，布線25可以是以網狀配置將LED 20進行電和機械互連的金屬導線。在一些實施例中，布線25可使得能夠在沒有PCB的情況下提供LED 20。例如，在一些實施例中，可將LED 20電耦合到布線25并整體地被布線25機械支撐。在一些實施例中，布線25可以是剛性的和/或固定LED 20相對于彼此的定位。例如，金屬網狀導線可被用戶固定地變形成多個形狀，從而使得能夠實現對LED 20相對于彼此的位置的多次調整。此類金屬網狀導線配置可在兩個維度(平面)上布置，或者可選地可以折曲和/或固定地變形成三個維度(例如，被形成為配合在預先存在的結構上、被形成為三維形狀、臨時地折曲)。在一些實施例中，可從具有多個互連LED的較大網狀類型金屬導線網格切割布線25。在一些實施例中，可以可選地將布線25與附加的單獨網狀類型金屬導線網格進行電和/或機械互連。
[0041]圖2圖示出具有經由布線網格125以串并聯配置相互連接的多個LED 120A—H的基于LED的照明單元110的實施例。電源130被連接在LED 120A—C的陽極與LED 120F—H的陰極之間。電源130被用來對LED 120A—H供電并對雷達電路140供電。在一些實施例中，電源130可以是由諸如電池和/或干線電源之類的功率源供電的LED驅動器。在一些實施例中，電源130可包括用于調整提供給LED 120A-H的功率的參數的控制器。
[0042]雷達電路140經由功率連接141、142而與LED 120E并聯地且與LED 120C和LED120H串聯地連接到布線網格125。經由功率連接141、142從電源130向雷達電路140供應功率。布線部分143、144被耦合到雷達電路140的天線輸入并充當用于雷達電路140的天線。布線部分143、144被與經由電源130供應給LED 120A — H和雷達電路140的功率電隔離。在一些實施例中，布線部分143、144可以是與遍及布線網格125的其余部分所使用的布線相同的規格和/或材料構造。在那些實施例的一些型式中，布線部分143、144可能已在被從布線網格125斷開連接之前形成其一部分。例如，在一些實施例中，布線部分143可能已在LED 120D的陽極側上被連接到布線125，并且布線部分144可能已在被從布線網格125斷開連接之前在LED 120D的陰極側上連接到布線。
[0043]雷達電路140包含用以使得能夠實現作為被動和/或主動雷達的操作的必要電氣部件。在一些實施例中，雷達電路140可包括頻率發生元件、頻率接收元件以及控制器中的一個或多個。控制器可與頻率發生元件接合以產生輸出RF雷達信號和/或可與頻率接收元件接合以針對運動、存在和/或其他特性分析輸入RF信號。在一些實施例中，雷達電路140是可以可選地利用約1.95 GHz的中心頻率的微功率脈沖雷達(MIR)。在一些實施例中，布線部分143、144的組合長度可約為由雷達電路140經由布線部分143、144生成和/或接收的RF信號的波長的一半。
[0044]在一些實施例中，雷達電路140可與諸如電源130之類的一個或多個設備通信。例如，雷達電路140可從雷達電路140發送RF通信信號和/或生成可在電源130處接收到的已編碼光(例如，直接地或間接地控制LED 120A-H中的一個或多個和/或單獨LED的光輸出)。并且，例如，雷達電路140可利用布線網格125來利用I2C和/或其他協議與控制器130進行通信。在一些實施例中，電源130可基于從雷達電路140接收到的輸入來調整LED120A—H的一個或多個光輸出特性。例如，在一些實施例中，控制器130可在從雷達電路140接收到的輸入指示存在與雷達電路140緊密接近的個體時增加LED 120A—H的亮度。
[0045]在一些實施例中，可通過省略圖1的LED 1201、將雷達電路120在布線網格25中放置就位以及切割布線網格25的一部分以形成布線部分143、144來創建圖2的基于LED的照明單元110。在一些實施例中，可經由與基于LED的照明單元的LED中的一個或多個的并聯連接并切割基于LED的照明單元的布線網格的一部分以形成布線部分143、144而在基于LED的照明單元中實現雷達電路140。在一些實施例中，可經由到對基于LED的照明單元的LED中的一個或多個供電的布線的連接在基于LED的照明單元中實現具有其自己的天線(并非由布線網格的一部分形成)的雷達電路。
[0046]圖3圖示出具有多個LED 220A — H的基于LED的照明單元210的另一實施例。電源230被連接在LED 220A—C的陽極與LED 220F — H的陰極之間。電源230被用來對LED220A — H供電并對雷達電路240供電。在一些實施例中，電源230可以是由功率源供電的LED驅動器。雷達電路240經由功率和天線連接241、242而與LED 220E并聯地且與LED220C和LED 220H串聯地連接到布線網格225。經由功率和天線連接241、242從電源230向雷達電路240供應功率。布線部分243、244還在功率和天線連接241、242處被耦合到雷達電路240并充當用于雷達電路240的天線。在通向功率連接241、242的布線部分243、244中的每一個的一部分上載送提供給雷達電路240的電功率，并且布線部分243、244中的每一個的一部分并不載送來自對雷達電路240 (遠離功率和天線連接241、242的部分)供電的功率的電流。在一些實施例中，布線部分243、244可以是與遍及布線網格225的其余部分所使用的布線相同的規格和/或材料構造。在那些實施例的一些型式中，布線部分243、244可能已在被從布線網格225斷開連接之前形成其一部分。例如，在一些實施例中，布線部分243可能已在LED 220D的陽極側上被連接到布線，并且布線部分244可能已在被從布線網格225斷開連接之前在LED 220D的陰極側上連接到布線。
[0047]雷達電路240包含用以使得能夠實現作為被動和/或主動雷達的操作的必要電氣部件。雷達電路240可以可選地與雷達電路140共享一個或多個共同方面。在一些實施例中，雷達電路240可與諸如電源230之類的一個或多個設備通信。在一些實施例中，可通過省略圖1的LED 1201、將雷達電路240在布線網格25中放置就位以及切割布線網格25的一部分以形成布線部分243、244來創建圖3的基于LED的照明單元210。
[0048]在一些實施例中，由雷達電路240生成的雷達信號可在頻率方面高于用于LED220A — H的驅動信號但在功率方面低得多。在一些實施例中，可以將用于對LED 220A — H和雷達電路240供電的驅動電壓配置成使得雷達電路240在LED 220關閉的時段中是活動的，并且可以調節驅動電壓使得LED 220并不與雷達信號相干擾。例如，在一些實施例中，可在雷達電路240中實現電容器，并且可使雷達信號的頻率與驅動LED 220的脈寬調制(PWM)信號的頻率對準。電容器可在其中LED 220活動的時間段期間在PWM信號的高電平期間存儲能量，并且雷達電路240可利用此類存儲能量在其中LED 220不活動的時間段期間在PWM信號的低電平期間發送和/或接收雷達信號。在此類示例中，雷達活動的速率將由LED 220的占空比確定，并且可將其設定成高到使得能夠實現雷達電路240的期望操作的足夠高的水平。可選地，可將鄰近于雷達電路240連接的那些LED中的一個或多個(LED220C、220E和/或220H)與確保那些LED在雷達活動時不被供電和/或連接的控制電子裝置配對。
[0049]圖4圖示出具有以串并聯配置連接的多個LED 320以及兩個所實現的雷達電路340A和340B的基于LED的照明單元310的另一實施例。可選地以與用圖3的雷達電路240討論的類似方式，以與LED 320的串并聯配置來實現雷達電路340A、340B中的每一個。
[0050]電源330被電連接到LED 320和雷達電路340A、340B并對其供電。在一些實施例中，電源330可以是由功率源供電的LED驅動器。雷達電路340A經由功率和天線連接341A、342A而被連接到布線網格325，并且雷達電路340B經由功率和天線連接341B、342B而被連接到布線網格325。布線部分343A、344A在功率和天線連接341B、342B處被耦合到雷達電路340A并充當用于雷達電路340A的天線。布線部分343B、344B在功率和天線連接341B、342B處被耦合到雷達電路340B并充當用于雷達電路340B的天線。雷達電路340A、340B包含用以使得能夠實現作為被動和/或主動雷達的操作的必要電氣部件。雷達電路340A、340B可以可選地與雷達電路140和/或240共享一個或多個共同方面。
[0051]第一控制器350A被串聯地連接在雷達電路340A與功率電路330B之間并在用于多個LED 320的電流返回路徑中。第二控制器350B被串聯地連接在雷達電路340B之間并在用于多個LED 320的電流返回路徑中。在一些實施例中，可以在位置上將控制器350A、350B放置在布線325而不是LED中。在一些實施例中，可與LED相組合地(例如，直接地在LED旁邊)將控制器350A、350B放置在布線中。控制器350A、350B每個可控制可以從其中流過的電流的量，并且通過這樣做，可控制被連接到在控制器350A、350B中的每一個上游的電流返回路徑的LED 320的光輸出。控制器350A可與雷達電路340A、控制器350B和/或電源330進行通信。控制器350B可與雷達電路340B、控制器340A和/或電源330進行通信。通信可利用有線和/或無線通信(例如，I2C或其他雙導線總線、經由LED 320或其他LED中的一個或多個發送的已編碼光和/或RF通信信號)。經由部件330、340A、340B、350A和/或350B之間的通信，可基于來自雷達電路340A、340B的檢測來單獨地調整(例如，調光、接通或關斷和/或色彩調整)LED 320的某些LED組的光輸出。例如，當相應的雷達電路340A、340B檢測到個體的存在時，可經由控制器350A和/或350B通過電流控制操縱來增加一個或多個LED組的亮度。
[0052]雖然在圖4中僅圖示出兩個雷達340A、340B和兩個控制器350A、350B，但已受益于本公開的本領域普通技術人員中的一個將認可和認識到的是可實現附加LED、雷達和/或控制器來創建可基于來自雷達的輸入而被單獨地控制的附加可控LED組。
[0053]并且，雖然在本文中圖示出并描述了控制器350A、350B，但已受益于本公開的本領域普通技術人員將認可和認識到可利用附加和/或替換設備來基于來自雷達的輸入而單獨地控制一個或多個LED組的光輸出。例如，可通過使用與LED組中的一個或多個LED并聯連接的場效應晶體管(FET)來選擇性地使與FET并聯連接的LED短路而控制串聯的LED組。例如，可單獨地操縱每個FET的狀態以使相應LED分組的LED短路(關閉LED)或者允許對相應LED分組的LED供電(開啟LED)。
[0054]圖5圖示出具有以串并聯配置連接的多個LED 420的基于LED的照明單元410的另一實施例。雷達電路440位于到用于多個LED 420的電源430的電流返回路徑中。已經在兩個LED 420的陰極側上在雷達電路440之上切割布線425以形成充當雷達電路440的天線的布線段443，并且還在相同的兩個LED的陽極側上切割布線425以避免用于電流的替換流動路徑。雷達電路440經由功率連接441、442在電流返回路徑中被連接到布線網格425。經由功率連接441、442從電源430向雷達電路440供應功率。
[0055]雷達電路440可包括用以控制可以從其中流過的電流的量的電路，并且通過這樣做，可以控制在電流返回路徑中連接在雷達電路440的上游的LED 420的光輸出。基于接收到的RF雷達信號，雷達電路440可經由電流控制來調整在雷達電路440的電流返回路徑中連接在上游的LED 420的光輸出。雖然在圖5中僅圖示出具有集成控制器的單個雷達電路440，但已受益于本公開的本領域普通技術人員將認可和認識到可實現具有集成控制器的附加LED和雷達電路以創建可基于在雷達處接收到的RF信號來單獨地控制的附加可控LED 組。
[0056]在一些實施例中，可以其中到用戶的距離相對小(例如，小于2米)和/或其中雷達檢測的分辨率相對高的配置來實現本文所述的照明單元。在此類配置中，照明單元的一個或多個雷達可能能夠檢測用戶手勢，并且可基于用戶手勢來控制照明單元的光源。例如，可識別手臂和/或手的手勢。
[0057]在一些實施例中，可用可合作地操作以利用波束形成的原理來形成相控掃描陣列雷達的多個雷達來實現本文所述的照明單元。相控掃描陣列由多個雷達組成，并且通過使從每個雷達發射的信號的相位移位以提供相長或相消干涉從而使雷達信號在期望方向上轉向來形成雷達信號。波束形成一般地指的是用來控制雷達信號的接收和/或發送的方向性的信號處理技術。在相控掃描陣列雷達中，若干雷達可使用同一個源，但是在被饋送到各種天線的信號之間引入延遲。當發射雷達信號時，其進行組合，由此相位延遲引起干涉圖案。這允許波束形成，允許雷達掃描房間內的各種位置。在一些實施例中，可利用具有各種長度的多個導線的單個雷達來實現相控掃描陣列。導線的各種長度可用來延遲雷達信號以創建所需干涉圖案。此相長和相消干涉可用來將雷達的主功率指引到房間的一部分而不是整個房間。這將允許對房間中的人的定位，使得能夠基于特定所識別位置來進行對照明單元的光源的特殊化控制(例如，在個體上產生聚光、增加個體處和/或周圍的光輸出)。
[0058]如本文所討論的，雷達的一個或多個天線可具有與雷達所使用的頻率中的至少一個基本上匹配的長度。例如，在一些實施例中，具有1.95 Ghz的中心頻率的MIR雷達可具有約4 cm的天線長度。并且，例如，在一些實施例中，具有8 —12.5 Ghz的頻率的X波段雷達可具有約I cm的天線長度。并且，例如，在一些實施例中，K波段雷達可具有約.5 cm的天線長度。
[0059]在一些實施例中，本文所述的雷達可另外和/或替換地用作被動雷達并從環境拾取RF信號。可以可選地利用多個雷達以不同的天線長度遍及照明單元。不同的天線長度允許照明單元拾取不同頻率的大范圍的RF信號。例如，可與不同長度天線一起利用多個雷達以使得能夠區別來自在2.4或5 GHz范圍內的無線因特網以及在900/1800 Mhz范圍內操作的GSM的信號。在一些實施例中，可利用被動雷達經由對與由個體攜帶的個人設備共同的信號的檢測來檢測個體的存在。例如，對移動無線因特網信號的被動檢測可隨著用戶與具有無線連接的平板電腦設備一起移動而發生。該照明單元可確定此類移動的無線因特網信號而指示存在，并將此類確定發送到另一設備和/或基于此類確定來修改照明單元的一個或多個方面。并且，例如，照明單元可確定對GSM信號的檢測而指示用戶存在。
[0060]在一些實施例中，可利用被動和主動雷達兩者(兩個單獨雷達或來自單個雷達的兩個單獨模式)。例如，雷達可在主動和被動兩個模式下是活動的以節省能量。例如，最初雷達可處于被動模式，并且當被動雷達檢測到移動個人設備的存在時，其然后可切換至主動模式以確定用戶在房間中的特定位置。
[0061]在一些實施例中，可利用照明單元的一個或多個雷達來監視來自周圍區域的RF信號以確定照明單元的形狀并調整照明單元的光輸出的配置以產生取決于照明單元的形狀的期望光圖案。例如，在一些實施例中，可將照明單元配置成形成多個形狀和/或尺寸(例如，可從LED和布線的較長“片材”切割LED和布線)。照明單元中的多個雷達可傳送已知的雷達相對于彼此的位置感知。通過比較在雷達處接收到的RF信號的差異，可確定照明單元的形狀和/或尺寸并相應地調整一個或多個光輸出特性(例如，以實現期望的光分布圖案)。
[0062]在一些實施例中，可利用局部檢測到的存在或手勢來僅在LED結構的相應段處產生光效果。例如，可僅在對應于檢測存在或手勢的雷達的LED組處實現光效果。并且，例如，可僅在與經由對一個或多個接收到的RF雷達信號的分析而確定的存在和/或手勢的位置相對應的LED結構的相應段處實現光效果。例如，可響應于所檢測的存在而利用具有超時時段的自然淡入和淡出效果以產生最終用戶的愉快體驗。在一些實施例中，可基于來自多個雷達的輸入而實現“跟著我”類型的效果。例如，可通過基于保持歷史、識別圖案和/或學習算法來預測方向和走道而實現跟著我類型的效果，使得可以產生預期的光效果。并且，例如，可與整個LED照明單元共享關于經由雷達所檢測的存在的信息。例如，在檢測到局部存在時，整個LED結構可產生均勻的光效果，或者“檢測到存在的段”可將光產生為高強度，鄰近段可以中等強度產生光，并且房間中的其他段可以最低強度產生光。
[0063]圖6圖示出響應于接收到的雷達輸入來調整LED的光輸出的方法的實施例。其他實施例可按照不同順序來執行步驟、省略某些步驟和/或執行與圖6中所示的那些不同和/或附加的步驟。在一些實施例中，控制器(諸如控制器350A、350B的控制器、雷達電路140、240、340A、340B、440的控制器和/或電源130、230、330、430的控制器)可執行圖6的步驟。在步驟600處，經由雷達天線來接收RF輸入。例如，雷達電路140、240、340A、340B和/或440中的一個可經由其天線來接收RF輸入。可在雷達在被動模式下作用時或其在主動模式下作用時接收RF輸入。在步驟605處，識別要響應于RF輸入而進行調整的一個或多個LEDo例如，可基于雷達電路中的哪一個接收到RF輸入而識別一個或多個LED。在步驟610處，響應于RF輸入而改變所識別LED的狀態。例如，可調整電源130、230、330、430的一個或多個參數以改變LED的狀態。并且，例如，控制器350A、350B和/或雷達電路440可響應于RF輸入而調整流過某些LED的電流。
[0064]圖7圖示出在基于LED的照明單元中實現雷達的方法的實施例。其他實施例可按照不同順序來執行步驟、省略某些步驟和/或執行與圖7中所圖示的那些不同和/或附加的步驟。在步驟700處，識別用布線以矩陣結構連接的多個LED。在步驟705處，將雷達電路電耦合到布線。在步驟710處，可選地利用布線來形成被電耦合到雷達電路的雷達天線。例如，如本文所述，可以可選地切割布線的預先粘著地形成的部分以形成雷達天線。在一些其他實施例中，可用除布線之外的其他結構來形成雷達天線。
[0065]雖然在本文中已描述并圖示若干發明實施例，但本領域普通技術人員將容易設想用于執行本文所述的功能和/或獲得結果和/或優點中的一個或多個的多種其他手段和/或結構，并且認為此類變化和/或修改中的每一個在本文所述的發明實施例的范圍內。更一般地，本領域技術人員將很容易認識到本文所述的所有參數、尺寸、材料和配置意圖是示例性的，并且實際參數、尺寸、材料和/或配置將取決于對于其而言使用本發明教導的一個或多個特定應用。本領域技術人員將認可或者能夠使用不超過例行實驗來確定本文所述的特定發明實施例的許多等同物。因此應理解的是前述實施例僅僅是以示例的方式提出的，并且在所附權利要求及其等同物的范圍內，可實施除具體地描述和要求保護的之外的發明實施例。本公開的發明實施例針對本文所述的每個單獨特征、系統、物品、材料、裝備和/或方法。另外，兩個或更多此類特征、系統、物品、材料、裝備和/或方法的任何組合被包括在本公開的發明范圍內，如果此類特征、系統、物品、材料、裝備和/或方法并不相互不一致的話。
[0066]應將本文所定義和使用的所有定義理解成支配詞典定義、通過引用合并到本文檔中的定義和/或所定義術語的普通意義。
[0067]還應理解的是除非相反地明確指示，否則在包括超過一個步驟或動作的在本文中要求保護的任何方法中，該方法的步驟或動作的順序不一定局限于以其記載該方法的步驟或動作的順序。
[0068]出現在權利要求中的附圖標記僅僅是為了方便起見，并且不應理解為以任何方式限制權利要求。
[0069]在權利要求中以及在以上說明書中，應將諸如“包括”、“包含”、“承載”、“具有”、“涵蓋”、“涉及到”、“保持”、“包括”之類的所有轉接短語理解成是開放的，即意指包括但不限于。只有轉接短語“由...組成”和“本質上由...組成”應分別地是封閉或半封閉式轉接短語，如在美國專利局專利審查程序手冊第2111.03節中所闡述的。
【權利要求】
1.一種具有所實現的雷達的基于LED的照明單元，包括: 多個 LED (20A—I ；120A—H ;220A—H ；320 ；420)； 導電布線(25 ；125 ；225 ；325 ;425)，以串并聯配置將所述LED (20A — I ；120A—H ；220A—H ；320 ；420)電耦合； 雷達電路(140 ；240 ；340A ；340B ;440)，被電耦合到所述導電布線的第一部分；所述導電布線的所述第一部分至少選擇性地對所述雷達電路供電并至少選擇性地對所述LED(20A—I ；120A—H ;220A—H ；320 ；420)供電；以及 雷達天線(143 ；144 ；243 ；244 ；343A ；344A ；343B ；344B ;443)，被電耦合到所述雷達電路(140 ；240 ；340A ；340B ;440)。
2.權利要求1的基于LED的照明單元，其中，所述雷達天線由具有與所述雷達電路的雷達頻率基本上匹配的長度的所述導電布線的第二部分形成。
3.權利要求1的基于LED的照明單元，其中，所述LED(20A — I ;120A — H ;220A — H ；320 ；420)包括多個單獨可控LED組。
4.權利要求3的基于LED的照明單元，其中，基于經由所述雷達天線(143;144 ;243 ;244 ；343A ；344A ；343B ；344B ;443)在所述雷達電路處接收到的雷達頻率信號來控制所述單獨可控LED組。
5.權利要求1的基于LED的照明器材，其中，所述雷達電路(140；240 ；340A ；340B ；440)被以所述串并聯配置與LED (20A—I ；120A—H ；220A—H ；320 ；420)中的至少一些相連。
6.權利要求1的基于LED的照明單元，其中，所述雷達天線是與所述導電布線(25;125 ；225 ；325 ;425)共享基本上共同規格的天線布線。
7.權利要求6的基于LED的照明單元，其中，所述天線布線和所述導電布線(25;125 ;225 ；325 ；425)是預先相互粘著地形成的。
8.權利要求1的基于LED的照明單元，還包括與所述雷達電路和所述LED(20A — I ；120A-H ;220A — H ;320 ;420)進行電通信的控制器，所述控制器經由來自所述雷達電路的輸入而檢測存在事件。
9.權利要求8的基于LED的照明單元，其中，所述控制器與所述存在事件相對應地改變所述LED (20A—I ；120A—H ；220A—H ；320 ；420)的至少一個光輸出特性。
10.權利要求8的基于LED的照明單元，其中，所述控制器向遠程接收機發送對所述存在事件的檢測。
11.權利要求8的基于LED的照明單元，其中，所述LED(20A — I ； 120A — H ; 220A — H ；320 ;420)包括多個單獨可控LED組，并且其中，所述控制器與所述存在事件相對應地調整提供給所述單獨可控LED組中的至少一個的電流。
12.權利要求11的基于LED的照明單元，其中，所述控制器經由來自所述雷達電路的輸入來確定所述LED組的存在事件位置對應LED組，并指引所述存在事件位置對應LED組的所述至少一個光輸出特性。
13.權利要求1的基于LED的照明單元，其中，所述雷達電路(140；240 ；340A ；340B ；440)包括被耦合到所述導電布線的所述第一部分的電容器，所述LED (20A—I ；120A—H ；220A—H ；320 ；420)通過脈沖寬度調制而被供電，并且所述電容器在所述脈沖寬度調制的高電平期間存儲能量并在所述脈沖寬度調制的低電平期間放電。
14.一種在基于LED的照明單元中實現雷達的方法，包括: 將雷達電路電連接到將所述基于LED的照明單元(705)的多個LED電互連的LED布線； 將一段所述LED布線從用于流過LED的電流的電流路徑隔離；以及 將所述LED布線的所述段連接到所述雷達電路(710)的天線輸入。
15.權利要求14的方法，還包括切割所述LED布線以使所述LED布線的所述段電隔離。
16.權利要求14的方法，其中，所述雷達電路被以串并聯配置與所述LED相連。
17.權利要求14的方法，還包括: 將第二雷達電路電連接到所述LED布線； 將所述LED布線的第二段從所述電流路徑電隔離；以及 將所述LED布線的所述段連接到所述第二雷達電路的第二天線輸入。
18.權利要求17的方法，其中，所述第一雷達電路處于與第一組所述LED的串并聯配置，并且其中，所述第二雷達電路處于與不同的第二組所述LED的串并聯配置。
19.一種對被相互電連接的多個LED和雷達電路供電的方法，包括: 在多個第一時間段期間經由導線網格向多個LED提供功率；以及 在多個第二時間段期間經由所述導線網格向雷達電路提供功率； 其中，所述LED在所述第二時間段期間未被供電；并且 其中，所述第一時間段和所述第二時間段是互斥的。
20.權利要求19的方法，還包括存儲在所述第一時間段期間提供的功率，其中，所述存儲的功率在所述第二時間段期間被提供給所述雷達電路。
【文檔編號】H05B33/08GK104509209SQ201380039928
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2013年7月16日 優先權日:2012年7月27日
【發明者】S. 紐頓 P. 申請人:皇家飛利浦有限公司