[发明专利]将数据合并到所发射的光中的光模块、照明系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光模块，其包括至少两个原色光源，该原色光源能够发射原色光，从而使得光模块能够发射具有强度(Y)和色坐标(x，y)的光，该光模块还包括调制器，该调制器能够调制原色光源，从而使得数据能够嵌入所发射的光中。而且，本发明涉及一种包括这样的光模块的照明系统。而且，本发明涉及一种将数据嵌入到由所述光模块发射的光中的方法。这样的设备特别关注于对照明系统的先进的控制和在有限空间中数据的自由空间传输。

背景技术

从US2007/008258中了解所提出种类的照明系统的实施例。该文献公开了一种基于照明的通信网络，其利用合并到由照明系统的光模块发射的光中的数据的自由空间传输作为强度调制。所述光模块包括多个发光二极管(LED)，每个发光二极管发射不同波长(原色)的光，并且提供通常来自这样的系统所请求的照明以用于辅助提高人眼对物体的可见性。而且，所述网络包括多个检测器，每个检测器包括多个对应于由LED发射的原色的波长选择性光接收元件(使用带通滤波器)。

所述光模块通过以下操作传输数据：(i)将一连串输入信号分成多个对应于LED的不同波长的信号；(ii)将每个信号提供给对应的LED；(iii)通过调制LED的发射强度执行码分多址通信。

接收这种调制的光允许检测器：(i)从每个波长选择性光接收元件产生信号；(ii)将所述信号与用于通过光模块进行数据广播的展开码(spread code)相关联；(iii)对所述信号进行解码并再生作为检测器的输出端口上的输出的数据。

US2007/0008258中描述的解决方案的缺点在于，人眼对应强度变化是非常敏感的，特别是在某些频率范围内。因此，通过将所发射的光中数据实现为强度变化，作为通信网络的一部分的照明系统的次要用途可以削弱系统作为人类视觉的辅助的主要功能，特别是当在人眼的高敏感性频率范围中使用时。因此，显然需要提供一种可替代的调制方案，其允许传输数据而不降低(或至少不以较高的速率降低)在宽调制频率范围上照明系统的主要功能的感知的性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种至少部分地解决上述需求的照明系统和调制方法。根据第一方面，本发明通过提供一种照明系统实现该目的，该照明系统包括多个光模块，每个光模块包括至少两个原色光源，该原色光源能够发射原色光，从而使得该光模块能够发射具有强度和色坐标的(组合)光，该光模块还包括调制器，该调制器能够调制原色光源，从而使得数据能够嵌入到所发射的光中，其特征在于所述调制器被设置为调制所发射的光的色坐标。

基于人眼对颜色变化的敏感性低于对强度变化的敏感性的见识(insight)，本发明有利地允许将数据嵌入到从照明系统发射的光中，而不削弱其作为人类视觉的辅助的主要功能的性能。

在本发明的实施例中，所述调制器被设置为根据扩频调制方案调制光。在实施例中，所述数据包括光模块识别码。有利地，这允许通过感测设备来识别各个光模块(并且因此识别它们的控制)，甚至当它同时被源自许多光模块的光照射时也是如此。

在实施例中，所述光模块进一步包括被设置为确定由该光模块发射的光的色坐标(x，y)以便校准所发射的光的检测器。有利地，这实现了反馈回路以便控制并稳定所发射的光的色点。

在实施例中，所述调制器被设置为利用调制字母表来调制色坐标，该调制字母表定义了表示至少逻辑“0”和逻辑“1”的至少两个色度坐标(x₀，y₀)和(x₁，y₁)。在实施例中，调制字母表的至少两个色度坐标(x₀，y₀)和(x₁，y₁)被设置到位于具有所发射光的目标色度坐标(x_T，y_T)的公共轴上。在又一个实施例中，所述公共轴形成围绕所发射光的目标色度坐标(x_T，y_T)的MacAdam椭圆的细长轴。有利地，该设置使得对于观察者而言色坐标调制的可见性最小化，而同时它使得感测设备的检测能力最大化。