灯单元更换的方法与流程

本发明涉及更换灯单元的灯模块和驱动器模块中的一个模块的方法。此外，本发明涉及灯单元以及包括这种灯单元的照明系统。

背景技术：

在(例如led)照明中，灯单元通常包括：灯模块，其包括至少一个led或另一光源；以及驱动器模块，其生成驱动信号(例如驱动电流)以用于驱动led或另一光源。灯模块和驱动器模块可由夹持器(例如衔铁、安装支架、安装夹具或者任何其他夹持装置)来保持。要注意，在本文档中，术语“led”要被理解为表示发光二极管。灯模块可包括一个或多个led或一个或多个其他光源，例如灯丝光源、弧光灯光源、激光二极管等。驱动器模块例如可确定如光源所照射的强度和颜色。此外，例如在led的情况下，驱动器模块可控制驱动器电流的值，可对驱动器电流应用调制方案(例如对灯模块的led的脉宽调制或者任何其他适当方式)。

回到led的示例，还可应用led照明系统以用于发射信息。此外，例如进行如下事实的使用：led具有较短响应时间，使它能够以比观察者(例如人类)的响应时间要高的速率被接通和关断(或者在强度上调制)。这个能力不仅可用来应用调制方案(以便通过例如脉宽调制来达到预期平均强度或颜色(如观察者所察觉))，而且还可用来将信息调制到光输出。信息可由光学传感器(例如照相装置)来读取。信息的这种传输可通过术语“可视光通信”来标识。

可设想可视光通信的许多应用领域。作为非限制性示例，可传送视频流或音频流、可发射基于位置的信息等。

可视光通信的应用领域可包括位置相关信息的发射。由此，在灯单元各自具有所定义位置(例如大楼中的位置)的情况下，位置信息可从灯单元所发射的信息来得出。例如，在光学检测装置捕获来自一个或多个灯单元的可视光通信信息的情况下，光学检测装置的位置可相对灯单元来确定。光学检测装置例如可以是照相装置，例如电话的照相装置或者人携带的其他个人计算装置。

光学检测装置例如可通过对多个发光体进行成像并且从灯单元的图像得出相互之间的位置，和/或通过其他技术(例如三角测量)，来得出位置信息。

灯单元可通过(光学)发射代码(又称作vlc代码)向光学检测装置表明身份。某个区域中的灯单元的每个例如可具有对其唯一指配的特定vlc代码。代码例如可由灯单元反复发射，以便使光学检测装置能够从vlc代码来得出标识/位置信息。为了确定位置，光学检测装置例如可咨询地图(例如数字地图)，其中识别灯单元的位置及其相应标识/vlc代码。

vlc代码可通过灯单元中存储的代码来形成，由此由灯单元周期地发射相同vlc代码。备选地，可使用所谓的滚动(动态)vlc代码。由此，灯单元发射vlc代码，其周期地改变值。例如，可发射代码的预设序列，或者灯单元可例如经由灯单元所连接的数据网络(例如经由连接到诸如can总线或.....总线等的通信总线的灯单元的驱动器)周期地提供有下一个vlc代码。在“滚动”vlc代码的情况下，灯单元可提供有初始vlc代码或初始化vlc代码，使得在系统级，灯单元及其vlc代码可初始化，例如其相互之间的位置可存储在数字地图等中，由此发光体例如基于其vlc起始代码来识别。

与vlc信息的使用关联的问题可在于，在更换灯单元或者其部件的更换时，被更换部件中存储的信息可丢失。例如，当通过另一个灯单元来更换灯单元时，被更换灯单元中存储的vlc代码可丢失，因为更换灯单元可能没有保存那个相同vlc代码，从而要求服务人员采用与前一个灯单元相同的vlc代码对灯单元进行编程，或者使更换灯单元的新vlc代码在系统级为已知。当更换灯单元的部件时，例如当更换驱动器模块或led灯模块时，同样的情况适用。

本发明旨在至少部分解决上述问题。

按照本发明的一个方面，提供：一种更换灯单元的灯模块和驱动器模块中的一个模块的方法，

灯模块，配置用于在被电驱动信号所驱动时发射光；以及

驱动器模块，连接到灯模块，并且配置用于通过向灯模块提供电驱动信号来驱动灯模块，

其中灯模块和驱动器模块每个包括配置用于存储数据的数据存储存储器，

其中可视光通信vlc代码已存储在灯模块的数据存储存储器和驱动器模块的数据存储存储器中的一个数据存储存储器中，

其中驱动器模块配置成驱动灯模块，以便通过灯模块的光输出的调制基于如灯模块和驱动器模块中的一个模块中存储的vlc代码以光学方式发射信息，

该方法包括：

a)从灯模块的数据存储存储器和驱动器模块的数据存储存储器中的一个数据存储存储器中读取vlc代码；

b)经由灯模块与驱动器模块之间的连接来传递vlc代码；

c)在灯模块和驱动器模块的另一个中存储所传递vlc代码；

d)选择用于更换的灯模块和驱动器模块中的一个模块；

e)更换为了更换选择的灯模块和驱动器模块中的一个模块；以及

f)将vlc代码从灯模块和驱动器模块的另一个传递给灯模块和驱动器模块中的被更换模块；以及

g)在灯模块和驱动器模块中的被更换模块的数据存储存储器中存储所传递vlc代码。

按照本发明，驱动器模块和灯模块提供有存储器。vlc代码存储在灯模块的存储器以及驱动器模块的存储器中。一般来说，驱动器模块将应用vlc代码，以便将调制提供到光输出、即提供到驱动器模块提供给灯模块的信号，其使灯模块以光学方式发射vlc代码。假定其中将要更换(例如因所识别缺陷)灯单元的一个模块(例如驱动器模块或者灯模块)的状况发生。在更换之前，vlc代码在驱动器模块与灯模块之间传递，即，从存储vlc代码的模块中的一个传送给模块的另一个。接收vlc代码的模块在那个相应模块的存储器中存储vlc代码。因此，vlc代码则存储在两种模块(即，驱动器模块以及灯模块)中。

例如，在vlc代码通常存储在驱动器模块的情况下，按照本发明，vlc代码从驱动器模块传递给灯模块，并且存储在其存储器中，使得两种模块均保存vlc代码。在模块中的一个模块需要更换的情况下，那个模块被移开并且被另一个更换。vlc代码然后从未更换模块传递给已经更换的模块。下面描述用于发起vlc代码从非更换模块到被更换模块的传递的多种可能性。在加电时，驱动器模块可检查其自己的vlc代码以及如灯模块中存储的vlc代码。当这些代码好像不相同时，可由驱动器模块来发起更新，如下所述：在驱动器模块检测到灯模块和驱动器模块中的一个模块根本没有存储vlc代码的情况下，灯模块和驱动器模块的另一个的vlc代码被读取并且传递给没有所存储vlc代码的模块。在驱动器模块检测到灯模块和驱动器模块中的一个模块中存储了具有无效的值或者发信号通知关于处于(例如工厂设置)安装值的vlc代码的值的vlc代码的情况下，通过从另一模块传递vlc代码来更新那个vlc代码。检测vlc代码的传递的需要的其他可能性可包括下列一个或多个：驱动器模块在使用期间检测负载是否存在。如果对某个时间没有负载存在，则驱动器模块假定灯模块已经断开和/或交换，从而使驱动器模块将其vlc代码传递给灯模块。类似地，从驱动器模块到灯模块的环回信号、通过连接灯模块所闭合的环回信号可用来发信号通知关于灯模块的更换。此外，可提供驱动器模块与灯模块之间的通信总线，其能够用来发信号通知关于连接的丢失。此外，驱动器模块例如可向灯模块发送轮询信号，或者灯模块能够周期地发送活跃度信号或者响应来自驱动器模块(其请求灯模块发送活跃度信号)的信号。因此，驱动器模块监测是否能够建立接触。如果看来接触丢失并且再次获取，则驱动器模块将其vlc代码传送给灯模块，以供灯模块的存储器中的存储。作为又一种可能性，驱动器模块可提供有按钮或其他输入部件，其可在灯模块的交换时被激活，从而使驱动器模块将其vlc代码传送给灯模块。当交换驱动器模块时，在加电时，驱动器模块可如上所述比较灯模块和驱动器模块中存储的vlc代码，并且如上所述继续进行。

例如当驱动器模块被移开并且被另一个替换时，vlc代码可从灯模块传递给驱动器模块并且存储在其中。因此，模块有效地备份vlc代码，使得在模块中的一个模块被更换时，vlc代码可从另一模块中检索。在两种模块均要求被更换的情况下，按照本发明的一个方面，模块的第一个(驱动器模块或灯模块)按照上述方式来更换，以及在vlc代码已传递给被更换模块并且存储在其中之后，另一模块可按照相同方式来更换。

要注意，按照本发明的方法可按照任一种方式来应用：vlc代码可从驱动器模块的存储器中读取，从驱动器模块传递给照亮模块，并且存储在照亮模块的存储器中。反过来，vlc代码可从照明模块的存储器中读取，从照明模块传递给驱动器模块，并且存储在驱动器模块中。在任一种状况中，可更换驱动器模块或灯模块。因此，一般来说，一个模块为另一模块提供备份，以及在模块的任一个的更换之后，备份数据又提供给模块中的被更换模块。

vlc代码可通过任何代码(例如二进制数或任何其他数据)来形成。vlc代码例如可包括8位、16位或32位代码。vlc代码可通过例如利用任何适当调制技术(例如频率调制、脉宽调制、幅度调制等)的光调制(幅度、颜色)来发射。调制可以以不可见或者对肉眼呈现低可见性的频率来执行。

vlc代码可光学地、即通过光输出和/或灯单元的光输出的调制来发射。

更换的选择可由人类操作员执行，或者可例如在照明控制器(照明单元与其连接)的控制下自动执行。更换的选择可例如通过故障、如照明控制器、灯模块或驱动器模块所检测的错误条件等所引起。

数据存储存储器(又简称为驱动器模块或灯模块的“存储器”)可通过任何适当存储器装置(例如ram或rom存储器中构建的微控制器、独立存储器芯片(例如ram或rom芯片)等)来形成。驱动器模块和灯模块的存储器可具有相同或不同的类型和构造。

灯单元的模块可通过任何适当方式相互通信。例如，模块可经由数据通信线路(例如i²c总线或者任何其他数据总线)相互通信。数据通信还可使用驱动器模块与灯模块之间的现有电力连接、例如使用unii/o协议来执行。因此，驱动器模块与灯模块之间的连接可通过任何适当连接(例如应用任何适当通信协议的数据通信连接或者驱动器线路(经由其将驱动电流提供给灯模块))来形成。使用经由驱动器线路的通信，可应用任何适当电力线通信。在例如wo2010/056112、wo2012/091561和/或wo2014/038944中描述许多通信可能性。作为另一示例，可应用通过led驱动器线路(其互连驱动器模块和灯模块)的高频调制。

灯模块可包括led或者任何其他光源，例如灯丝、弧光灯、激光二极管、荧光等。驱动器模块可包括电流源、电压源或另一电源，并且可结合任何适当调制，例如幅度调制、频率调制、相位调制、脉宽调制等。

灯单元可包括其中安装光源的灯具或者任何其他配置，例如印刷电路板上的光源(例如led)。此外，灯单元可利用任何光源(例如led)。灯单元可利用板载芯片led(与衬底直接接触以产生led阵列的裸led芯片的安装)、集成芯片中嵌入的光源(例如led)或者任何其他适当技术。

在实施例中，步骤a)-c)作为初始化过程的部分来执行：当初始化灯单元时或者当初始化灯单元的模块(例如在led光源的情况下的led驱动器模块和/或led照亮模块)中的一个或两者时，灯模块和驱动器模块中只有一个模块可在其存储器中存储代码。执行下列步骤：

从灯模块的数据存储存储器和驱动器模块的数据存储存储器中的一个数据存储存储器中读取vlc代码，

经由灯模块与驱动器模块之间的连接来传递vlc代码，以及

在灯模块和驱动器模块的另一个中存储所传递vlc代码。

通过规定作为初始化过程的部分在另一模块中备份vlc代码，vlc代码的备份尽可能快地执行，使得在对更换的需要发生的情况下，规定及时进行另一模块中的vlc代码的备份。

上述步骤a)-c)可周期地(例如以固定、预设时间间隔)执行，以便提供vlc代码定期地备份和刷新。

此外，上述步骤e)、f)和g)可在灯模块和驱动器模块中的一个模块被诊断为有缺陷时执行。步骤a)、b)和c)可预先、即在安装时或者在灯单元的每次加电时执行。

在实施例中，步骤a)-c)响应灯模块的数据存储存储器和驱动器模块的数据存储存储器中的一个数据存储存储器中的vlc代码的改变而执行。可由例如驱动器模块周期地请求vlc代码并且将如响应请求而接收的vlc代码与如响应前一请求所接收的vlc代码的所存储副本进行比较，来检测改变。

在例如滚动代码的情况下，如本文档所表示并且如上所述的vlc代码可以是vlc配置初始化代码，其初始化所述灯单元的滚动vlc代码(vlc配置初始化代码因此可形成对灯单元的初始化滚动代码的指配的起始点)。

在实施例中，灯模块的数据存储存储器和驱动器模块的数据存储存储器中的一个数据存储存储器是驱动器模块的数据存储存储器。

按照本发明的另一方面，提供一种灯单元，包括

灯模块，配置用于在被电驱动信号所驱动时发射光；以及

驱动器模块，连接到灯模块，并且配置用于通过提供电驱动信号来驱动灯模块，

灯模块和驱动器模块每个包括配置用于存储数据的数据存储存储器，

其中可视光通信(vlc)代码已存储在灯模块的数据存储存储器和驱动器模块的数据存储存储器中的一个数据存储存储器中，

其中驱动器模块配置成驱动灯模块，以便通过灯模块的光输出的调制基于如灯模块和驱动模块中的一个模块中存储的vlc代码以光学方式发射vlc信息

灯单元配置用于：

从灯模块的数据存储存储器和驱动器模块的数据存储存储器中的一个数据存储存储器中读取vlc代码

b)经由灯模块与驱动器模块之间的连接来传递vlc代码

c)在灯模块和驱动器模块的另一个中存储所传递vlc代码，

以及在灯模块和驱动器模块中的一个模块已被选择用于更换并且被更换的情况下，将vlc代码从灯模块和驱动器模块的另一个传递给灯模块和驱动器模块中的被更换模块，并且在灯模块和驱动器模块中的被更换模块的数据存储存储器中存储所传递vlc代码。

按照本发明的又一方面，提供一种照明系统，其包括按照本发明的灯单元。

要注意，通过按照本发明的灯单元和照明系统，可提供如同按照本发明的方法那样的相同或相似优点。另外，可提供相同或相似实施例，从而提供与参照按照本发明的方法的实施例所述相同或相似的效果。

附图说明

本发明的其他优点、特征和效果将从附图和对应描述(其中描述本发明的非限制性实施例)中得出，附图包括：

-图1示出按照本发明的实施例的灯单元的示意图，

-图2是流程图，以便示出按照本发明的实施例的灯单元的操作并且示出按照本发明的实施例的方法，以及

-图3示出按照本发明的实施例的灯单元的示意图。

具体实施方式

图1示意示出灯单元lu(例如灯具)。灯单元包括夹持器hld，其夹持led驱动器模块dm和led灯模块lm。led灯模块包括多个led(图1中示为led)。可提供光学部件(例如透镜、扩散器、耦合光学器件、反射器等)，以提供led的一个或多个所发射的光的预期光分布。led驱动器模块提供有控制装置，例如在这个示例中为微控制器mc。微控制器提供有程序指令，其例如存储在驱动器模块的存储器mem中。电灯器具的驱动器模块包括网络连接nc，经由其，电灯器具连接到网络。网络可以是数据通信网络，例如以太网、工业网络(例如can总线)、电力线通信网络、无线网络(例如wlan)或专用照明控制网络(例如zigbee或dali)。网络连接允许器具进行通信，例如从照亮系统(灯单元形成其部分)的主控制器接收设置点数据或其他操作数据，并且又向例如照亮系统(灯单元形成其部分)的主控制器传送信息或者向照亮系统的其他电灯器具(例如按照菊花链总线结构)传送信息。这个实施例中的网络连接连接到驱动器模块的微控制器mc。微控制器mc连接到驱动器模块的led驱动器，驱动器包括例如生成led驱动电流的led驱动器电流源，微控制器到led驱动器的连接使微控制器能够控制led驱动器。led驱动器模块至少经由led驱动电流线路(dcl)(经由其从led驱动模块的驱动器向led灯模块提供led驱动电流)来连接到led灯模块。led灯模块例如可包括按照串联连接布置的led以及开关(例如与led或者led的子编组并联的并联开关)，以便通过将对应并联开关设置在非导通状态来激活led或子编组，或者通过将对应并联开关设置在导通状态以使得绕过led或led子编组来停用led或编组。led驱动电流调制方案由此是可能的。为了操作这类开关(例如上述并联开关)，一个或多个控制线路可如图1示意所示通过控制线路ctrl将驱动模块连接到灯模块。

led驱动器模块和led灯模块均提供有存储器mem。存储器可用于各种目的。例如，存储器可保存适当程序指令，以便使微控制器mc根据需要执行控制和通信。

led照明系统还可适用于发射信息。此外，例如进行如下事实的使用：led具有较短响应时间，使它能够以比肉眼的响应时间要高的速率被接通和关断(或者在强度上调制)。这个能力不仅可用来应用调制方案(因而通过例如脉宽调制来达到预期平均强度)，而且还可用来将信息调制到光输出。信息可由光学传感器(例如照相装置)来读取。

可设想可视光通信的许多应用领域。作为非限制性示例，可传送视频流或音频流、可发射基于位置的信息等。

可视光通信的应用领域可包括位置相关信息的发射。由此，在灯单元各自具有所定义位置(例如大楼中的位置)的情况下，位置信息可从灯单元所发射的信息来得出。例如，在光学检测装置捕获来自一个或多个灯单元的可视光通信信息的情况下，光学检测装置的位置可相对灯单元来确定。光学检测装置例如可以是照相装置，例如电话的照相装置或者人携带的其他个人计算装置。

光学检测装置例如可通过对多个发光体进行成像并且从灯单元的图像得出相互之间的位置，和/或通过其他技术(例如三角测量)，来得出位置信息。

灯单元可通过(光学)发射代码(又称作vlc代码)向光学检测装置表明身份。某个区域中的灯单元的每个例如可具有对其唯一指配的特定vlc代码。代码例如可由灯单元反复发射，以便使光学检测装置能够从vlc代码来得出标识/位置信息。为了确定位置，光学检测装置例如可咨询地图(例如数字地图)，其中识别灯单元的位置及其相应标识/vlc代码。

vlc代码可通过灯单元中存储的代码来形成，由此由灯单元周期地发射相同vlc代码。备选地，可使用所谓的滚动(动态)vlc代码。由此，灯单元发射vlc代码，其周期地改变值。例如，可发射代码的预设序列，或者灯单元可例如经由灯单元所连接的数据网络(例如经由连接到诸如can总线或profibus、以太网、wifi等的通信总线的灯单元的驱动器)周期地提供有下一个vlc代码。在“滚动”vlc代码的情况下，灯单元可提供有初始vlc代码或初始化vlc代码，使得在系统级，灯单元及其vlc代码可初始化，例如其相互之间的位置可存储在数字地图等中，由此发光体例如基于其vlc起始代码来识别。

回到图1，vlc代码可存储在led驱动器模块dm的存储器mem中。微控制器mc可相应地从驱动器模块的存储器中读取vlc代码，并且驱动led，以便例如通过驱动器所提供的led驱动电流的适当电流调制或者通过经由灯模块中的开关sw的适当激活/停用以光学方式发射vlc代码。vlc代码的光学发射可应用任何适当编码方案。vlc代码可具有任何适当长度和编码，并且可按照任何适当方式存储在存储器中(非限制性地例如采取加密形式的存储)。例如，存储器可存储采取vlc预编码形式的vlc代码，其包含允许微控制器从预编码将vlc代码确定为将要以光学方式发射的信息。例如，vlc代码可从灯单元标识和照明系统标识来形成，由此灯单元标识存储在驱动器模块的存储器中，以及系统标识经由网络连接从主控制器来得到。作为另一个示例，vlc代码可以是所谓的滚动vlc代码，由此将要周期地传送的vlc代码发生变化，并且由此发起滚动代码序列的初始化vlc代码存储在存储器中。

图2示出作为将说明led驱动器模块的更换的基础的流程图。vlc代码由微控制器mc从led驱动器模块的数据存储存储器mem中读取(步骤100)。然后，led驱动器模块经由led灯模块与led驱动器模块之间的连接将vlc代码从led驱动器模块传递(步骤110)给led灯模块。此外，可进行控制连接crtl或者通过led驱动器电流线路dcl的通信的使用。所传递vlc代码存储(步骤120)在led灯模块的数据存储存储器mem中。

在led灯模块被选择成被更换的情况下，例如当它被诊断为有缺陷时，led驱动器模块可被另一个替换(步骤130)。然后，vlc代码又从led灯模块传递(步骤140)给更换led驱动器模块。传递可经由控制连接crtl或者经由通过led驱动器电流线路dcl的通信进行。所传递vlc代码存储(步骤150)在led驱动器模块的数据存储存储器mem中。因此，led灯模块和被更换led驱动器模块均再次保存vlc代码，以及vlc代码无需重新编程到模块中，因为它从其中自动恢复。要注意，类似方式经过必要修改适用于led灯模块的更换。类似地，在led驱动模块和led灯模块均要求更换的情况下，例如led驱动器模块的更换可使用如上所述步骤首先执行，之后接着使用如上所述步骤的led灯模块的更换(经过必要修改)。将会理解，备选地，led灯模块可首先使用所述步骤来更换，之后接着使用所述步骤的led驱动器模块的更换。

要注意，按照步骤100、110、120的vlc代码的传递可作为启动或初始化过程的部分、在缺陷发生的情况下作为预防措施来执行。同样，vlc代码的这种传递可周期地执行(例如以预定时间间隔或者在每次加电时或者滚动代码系统中的vlc代码的每次滚动(即，变化)时)。此外，vlc代码的这种传递可在模块中的一个模块要求更换时(例如当诊断软件例程指示使用寿命结束接近时)执行。

以上参照图2所述的步骤可由所述模块的适当控制器来执行。例如，在驱动器模块的情况下，相关步骤可由其微控制器来执行。同样，在led灯模块中，关联步骤可由控制装置(例如其微控制器)来执行。

图3示出包括灯模块lm和驱动器模块dm的灯单元lu。驱动器模块dm通过连接电缆cc电连接到灯模块lm。驱动器模块和灯模块均安装到安装支架mb(例如框架、壳体等)，其还夹持照亮光学器件(例如扩散器等)。灯模块例如可通过衬底(例如印刷电路板)来形成，衬底在一侧(作为当前视图中的下侧)具有led以及在另一侧(作为当前视图中的上侧)具有电子组件(例如参照图1所述的激活led的开关以及存储器)。灯单元可通过网络连接nc(例如，通信总线，例如dmx或者本文档中所述的其他示范总线系统的任一个)来连接到照明系统。