TW201717707A - 生物辨識之模組化多應用功能的照明裝置 - Google Patents

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Abstract

本創作係為一種生物辨識之模組化多應用功能的照明裝置，其包含數種模式的LED模組和用於錄像紀錄的攝像模組設於殼體內部，此LED模組能供持續照明和空氣品質指示與閃爍警示，該殼體內另設有用於紅外線及語音控制的遙控模組、且設置有偵測溫濕度、空氣品質、氣體、煙霧的環境模組，以及用於體溫感測及生物辨識感測目標體狀態的辨識模組，將上述各模組以電性連結至設有中央處理器的主控制板，由辨識模組主導各模組設備間的一系列自動連動應用，更具備有一定的學習能力；更詳細言之，當使用者進入居家會自動開啟照明，且配合遙控模組自動開啟冷暖氣機、除濕機、空氣清淨機，依據使用者調整最適合的對應環境，實現人走燈滅及相關連結設備關閉，達到感知化啟閉設備並改善能源使用浪費，更能以生物辨識模組結合攝影模組，讓老人於居家生活能受自動監控，避免處理意外發生的應對時間遭受延誤，讓監控水準更為提升。

Description

生物辨識之模組化多應用功能的照明裝置
本創作係涉及一種生物辨識之模組化多應用功能的照明裝置，係將數種功能之偵測組件配設於該照明裝置內，主要是用於偵測人體與環境狀態，依據當前狀態來驅動相對應之功能。
隨著發光二極體(Light Emiting Doide，LED)的技術應用越趨成熟，各廠商除了繼續發展節能及照明科技外，相關的LED於市售款式及功能也逐漸朝向多功能目標發展；但市售的多功能LED商品，其廠商針對消費者的一般多為家庭或小型公司的環境，大部份整合之功能較為簡易，除了體積較一般LED商品來得更佔空間，甚至還需額外配置組件才得以使用，且後續維修及替換零件，對於一般消費者而言，並非簡單易用。
而且，當前各國社會年齡層的老化，居家看護服務也逐漸被受重視，但若要雇請專人看護，需額外支付大筆費用、以及等待長時間審核資格的流程，對於一般雙薪或中產階級的家庭而言，其費用負擔較為吃重且緩不濟急；雖然，目前市售商品也有類似雲端的監控設備，但缺點在於就算發生事情，也只能由監視畫面中得知，並無法立即做出適當處置，故仍有急需改善之處。
本創作者從事相關LED研發製造多年，深知使用者需求，故前述所提及的LED偵測商品和遠端監控商品，若能加以整構成獨立系統，勢必能滿足需要居家看護的家庭、以及建構具有智慧控制的居家環境； 例如美國專利申請案第12/009,674號，一種現場監測員工的時間追蹤系統，利用網路將監視畫面內的人員資訊，配合現場的生物掃瞄，發送至用戶端，判別員工的活動範圍及行為，藉此達成管理員工之目的；但此種方式需透過額外裝置識別員工是否進入監控範圍，若應用於一般使用者想要監控居家環境時，有點過於不便。
例如日本專利申請案第2012-22579號，駐波雷達內置型LED照明器具，當中所利用的分析偵測人體距離、以及生理狀態，進而驅動光源及警報，近而對應不同使用方式能安裝於建築物、交通工具、以及用於道路；但其缺點在於無法高精密且迅速檢測人體狀態之異常，且檢測之範圍短，但對於實際應用於家庭或是干擾較多的環境中，還是具有相當不易的困難程度。
本創作透過照明裝置結合習用多種偵測與遠端監控之技術，研發出一種有關生物辨識之模組化多應用功能的照明裝置，從習用結構上改善精度較低的偵測功能、統整居家環境常用的電器裝置、以及透過系統判別人體狀態結合相對應之設備，使本創作生物辨識之模組化多應用功能的照明裝置能夠具有實際實用性，其包含有：一殼體內部設有數種模式的LED模組、以及用於影像紀錄的一攝像模組，該LED模組供給持續照明和空氣品質指示與閃爍警示，而該殼體內更設有一遙控模組、一環境模組、 一辨識模組、以及一主控制板，該遙控模組用於紅外線與語音的接收與傳遞，該環境模組則用於偵測溫濕度、空氣品質、瓦斯與煙霧功能，該辨識模組則用於體溫感測及生物辨識目標體狀態，透過設有中央處理器的一主控制板電性連結前述各模組，由辨識模組主導各模組設備間的一系列自動連動應用，且具備學習能力，以及判別該目標體與環境設定之標準，達成啟閉相對應之功能，藉此，能達到環境偵測以及遠端監控目標體，並且能透過立即反應做出相對應的功能啟閉，讓居住品質以及安全性得以提升，且易於實施。為便於貴審查委員能進一步瞭解有關本創作為達上述目的、特徵所採用的技術手段及其功效，茲例舉較佳實施例並配合圖式說明如下。
1‧‧‧殼體
10‧‧‧樞接座
101‧‧‧萬向接頭
102‧‧‧散熱片
11‧‧‧LED模組
12‧‧‧攝像模組
13‧‧‧辨識模組
131‧‧‧體溫感測模組
132‧‧‧生物辨識模組
162‧‧‧可充電電池
163‧‧‧太陽能電池
164‧‧‧AC/DC輸入模組
17‧‧‧指示燈模組
171‧‧‧設定指示燈
172‧‧‧瓦斯與煙霧警示燈
173‧‧‧紅外線接收發射器
174‧‧‧空氣品質指示燈
175‧‧‧溫濕度指示燈
14‧‧‧遙控模組
141‧‧‧紅外線模組
142‧‧‧語音模組
143‧‧‧無線遙控模組
15‧‧‧環境模組
151‧‧‧氣體感測器
152‧‧‧煙霧感測器
153‧‧‧溫濕度感測器
154‧‧‧空氣品質感測器
16‧‧‧電力輸入模組
161‧‧‧一般電池
18‧‧‧太陽能模組
19‧‧‧無線傳輸模組
191‧‧‧藍芽模組
192‧‧‧WIFI模組
193‧‧‧Z-Wave模組
2‧‧‧主控制板
21‧‧‧馬達
22‧‧‧LED板
3‧‧‧分隔罩
4‧‧‧中央處理器
41‧‧‧微處理器
第1圖係為本創作之立體圖。
第2圖係為本創作之另一視角立體圖。
第3圖係為本創作各模組處理流程示意圖。
第4圖係為本創作之分解圖。
第5圖係為本創作之剖視圖。
第6圖係為本創作第二實施例的剖視圖。
第7圖係為本創作第二實施例的仰視放大示意圖。
第8圖係為本創作第二實施例加裝太陽能模組的示意圖。
第9圖係為本創作第三實施例的剖視圖。
第10圖係為本創作第三實施例的仰視放大示意圖。
第11圖係為本創作第四實施例的局部放大示意圖。
第12圖係為本創作第五實施例的局部放大示意圖。
第13圖係為本創作第六實施例的示意圖。
第14圖係為本創作第七實施例的示意圖。
第15圖係為本創作第八實施例的示意圖。
第16圖係為本創作第九實施例的示意圖。
通常根據本創作，該最佳之可行之實施例，並配合圖式詳細說明後，俾增加對本創作之瞭解；本創作係一種生物辨識之模組化多應用功能的照明裝置，請參閱第1圖~第5圖所示，主要包含有：一殼體(1)內部設有數種模式的LED模組(11)、以及一攝像模組(12)，該LED模組(11)供給持續照明和空氣品質指示與閃爍警示，該LED模組(11)主要設於LED板(22)上，而該攝像模組(12)供錄影紀錄，且透過一個具有數層的分隔罩(3)藉此構成間隔設置，防止各光源或組件間的影響，而殼體(1)下方設有一樞接座(10)以及相對應的萬向接頭(101)，使殼體(1)得以調整角度；一遙控模組(14)，用於紅外線和語音的接收與傳遞；一環境模組(15)，具有偵測溫濕度、空氣品質、瓦斯與煙霧功能；一辨識模組(13)，用於體溫感測及生物辨識目標體狀態；一主控制板(2)藉電性連結上述各模組、以及該LED板(22)，且該主控制板(2)設有中央處理器(4)，得以判別目標體與環境設定標準，達到啟閉相對應之功能，其中的主控制板(2)與LED板(22)可採單片或多片設置，並不限制於此。例如：該LED模組(11)能針對不同時間給予不同強弱的照明、或是依使 用者喜好儲存對應的使用方案；該攝像模組(12)能針對範圍內不常出現或未記錄於中央處理器(4)內的使用者，採取特定時間錄影或是符合條件的錄影，以上所述都能於主控制板(2)上加以設置相對應的啟動條件。
而環境模組(15)具有檢測殼體(1)外部有害氣體的氣體感測器(151)、以及檢測殼體(1)外部煙霧的煙霧感測器(152)，此兩種感測器就算停電或整體供電不足，透過額外電源供給，仍是以優先保持啟動狀態，這樣可避免常見之火災或是氣爆嚴重災害的發生，確保居家環境安全；該環境模組(15)除了前述感測器外，另有檢測殼體(1)外部溫度與濕度的溫濕度感測器(153)、檢測殼體(1)外部空氣的空氣品質感測器(154)；上述4種感測器所得數據至微處理器(41)的資料，都會傳送至主控制板(2)上的中央處理器(4)進行判別，啟閉相對應之操控；再者，該環境模組(15)中的空氣品質感測器(154)、溫濕度感測器(153)、氣體感測器(151)，將會監測用戶周圍環境中的空氣品質的含量和溫度與溼度、以及空氣中的氣體濃度，透過中央處理器(4)中的數據庫比對，能用來追縱使用者睡眠品質；上述各模組經感測後的動作，能於事件發生前透過預設提醒之使用者加以防範，若提醒動作未有回應，且氣體濃度持續增加，到達非常危險情況下，將進一步利用網路傳送資訊至消防隊，該資訊具有目前偵測的氣體濃度、地址、影像、或其他資訊，供消防人員掌握現場狀況。
前述遙控模組(14)之功能主要係透過其中所包含的：一紅外線模組(141)，透過紅外線遙控器傳遞編碼來接收與發射連結具有紅外線的家電產品、一語音模組(142)，能夠捕捉到使用者的語音指令，透過當中麥克風與喇叭進行接收、辨識、以及廣播音效、以及無線遙控模組(143)，透 過當中所設的接收與發射器來讓相對應設備得以控制； 一無線傳輸模組(19)，該無線傳輸模組(19)中含有：一藍芽模組(191)，能用藍芽技術短程連結的藍芽家電產品、以及一WIFI模組(192)，能用WIFI連結遠距離的WIFI家電產品、另還有一Z-Wave模組(193)能以節能方式運作無線傳送的作業，其傳送距離約在前述兩者之間。可依使用環境的空間大小，從中選擇較為適當模組。
綜前所述，主要係透過各模組的反饋數據至主控制板(2)上的中央處理器(4)判別後，配合遙控模組(14)、以及無線傳輸模組(19)進一步操控各模組所連結的家電產品。
辨識模組(13)更包含有：一體溫感測模組(131)，主要用以感測目標體的溫度或移動；一生物辨識模組(132)，係用以感測目標體之位置及人體機能，其通常係利用多普勒雷達(Doppler radar)來實施，當中透過振幅的頻率來獲取數據，更詳細而言：係透過呼吸信號中高頻帶的移動信號，當檢測到呼吸信號且基於移動信號發現居住者在固定時間以上來移動時，判定居住者處於異常狀況。故利用駐波分析，使得偵測距離得以擴展，以及能進行高精密度的偵測異常；兩者感測數據至微處理器(41)再反饋至該主控制板(2)上的中央處理器(4)進行判斷，進而主導各模組設備間的一系列自動聯動應用。
該主控制板(2)更設有一指示燈模組(17)，其包含有：一設定指示燈(171)、一瓦斯與煙霧警示燈(172)、一空氣品質指示燈(174)、一溫濕度指示燈(175)；該設定指示燈(171)為只要有偵測輸入訊號或是可經設定成運作時會間歇性閃爍提示，而瓦斯與煙霧警示燈(172)、空氣品質指示燈 (174)、溫濕度指示燈(175)，則連結該主控制板(2)中的中央處理器(4)，依照環境模組(15)量測之數據判別是否進行提示，該指示燈(175)的顏色並不加以限定，能依實際生產需求、或是透過中央處理器(4)來對應前述的環境模組(15)能依不同標準亮起不同顏色的警報燈，其中有紅、藍、綠、橙四種顏色，能配合智慧型手機以APP來改變成為情境燈光，對於特殊佳節或節慶時，能輕鬆改變整體氛圍。
而電力輸入模組(16)除了由前述主控制板(2)以電性連接提供外，亦能藉由一般電池(Primary Battery)(161)、可充電電池(Secondare Battery)(162)或太陽能電池(163)提供，主要確保內部各感測器正常運作，能不被主控制板(2)的供電情況影響；詳細而言，可充電電池(161)與太陽能電池(163)具有延長使用時間、以及可重覆補充電量的優點；而大陽能電池(163)設計，則是為了應用於街道上的燈具，讓電力能於日間儲存夜間使用，來減少能源之消耗；然而，該殼體(1)中還是設有AC/DC輸入模組(164)來維持整體所需電力。
透過前述之LED模組(11)、攝像模組(12)、辨識模組(13)、遙控模組(14)、無線傳輸模組(19)、環境模組(15)、電力輸入模組(16)，能將家庭的各項家電產品連結，透過本創作來達成一個較目前市面資金需求更為低廉且便利使用的智慧家庭(Smart Home)的實施，依前述構造所能達成之應用於下進行說明。
當使用者安裝後，能以當中的遙控模組(14)來連結像是具有紅外線搖控器的除溼機、冷氣、電視、風扇、冷暖氣機或恆溫器；當然也有較為先進的語音控制的家電產品，此時，則利用語音模組(142)來配合錄 製及轉換正確發音，或能透過使用者喜好來定義快捷啟動，通常使用的是零件為麥克風，由語音模組(142)錄取聲音儲存後，送至該中央處理器(4)進行判別控制，具有語音控制的家電產品。
更能透過連結辨識模組(13)，能讓使用者一回到家，藉體溫感測模組(131)偵測人體，經微處理器(41)搜集傳送至中央處理器(4)，達到啟動燈光及前述遙控模組(14)所連結的冷暖氣機，並且依使用者喜好溫度進行自動調節；然而，進階利用生物辨識模組(132)結合攝像模組(12)，針對使用者作出人體溫度、位置、距離、呼吸次數、心率進行常態性的量測檢查是否有所異常。若有異常則會將畫面及地址傳送至相關單位或使用者設定之緊急聯絡人，此部份量測所得數據也會同時轉儲成為一個生活作息的參數，當使用者於使用電器設備時，若不經意離開或睡著時，則會暫時關閉，當回到原位或醒來時，則會讓家電產品繼續啟動。再者，配合環境模組(15)後，能透過檢測環境溫濕度來自動啟閉除濕機；或是空氣品質不佳時，也能啟閉空氣清潔機。上述辨識模組可依不同的需求，採用體溫感測模組(131)結合攝像模組(12)，或生物辨識模組(132)結合攝像模組(12)，不受限並可彈性應用。
請參閱第6圖~第8圖所示，此為本創作第二種實施例，其主要是增加一太陽能模組(18)於殼體(1)外部，透過電性連結至電力輸入模組(16)配合專用規格的太陽能電池(163)或是可充電電池(162)儲存，能供本創作主要用電或是備援電力使用；若太陽能儲量能當為主要用電時，通常係採如第8圖用於太陽能供電的街燈，該太陽能模組(18)係以直接裝設於殼體(1)上方；而第6圖中則係以該殼體(1)設置螺旋燈頭，搭配100~200V的電源使 用。
再請參閱第6圖~第10圖所示，此為本創作第二、三種實施例，結構有一殼體(1)內部設有數種模式的LED模組(11)、以及一攝像模組(12)，該LED模組(11)能持續照明和空氣品質指示與閃爍警示，而攝像模組(12)用以錄影紀錄，透過一個具有數層的分隔罩(3)形成間隔設置，防止各光源或組件間的影響，前述結構設於圖中殼體(1)的下層；而該殼體(1)內依間隔所構成的數層結構中，包含有一主控制板(2)和一中央處理器(4)、以及用於紅外線與語音接收傳遞的一遙控模組(14)、以及透過藍芽、WIFI、Z-Wave連結用的無線傳輸模組(19)、具有偵測溫濕度、空氣品質、瓦斯與煙霧功能的一環境模組(15)、用於體溫感測及生物辨識目標體狀態的一辨識模組(13)；透過該主控制板(2)藉電性連結上述各模組，經中央處理器(4)判別目標體與環境設定標準，進而啟閉相對應之功能，且各模組能依生產之實際需求進行增減，並不限制於上述結構之組成。
其中，該辨識模組(13)中的體溫感測模組(131)與生物辨識模組(132)設於該殼體(1)之中層，主要是因為該殼體(1)於上層還包括設有一馬達(21)能供該中層旋轉調整，使辨識模組(13)與攝像模組(12)結合伺服馬達(21)，達到人與攝像同步，讓老人於居家生活能自動監控，得以發揮最大範圍的監控，而生物辨識模組(132)能穿透殼體(1)進行作業，能不受造型或結構限制，達到更為靈活的設置；且該殼體(1)上層亦設有一電力輸入模組(16)來供維持本創作之基本偵測與照明用途，而大部份組件之運作功能同本創作前述一、二實施例，故不再加以贅述，且各實施例殼體(1)於適當位置設有多個散熱片(102)來幫助殼體(1)內部溫度降溫，確保裝置維持正常運作。
再請參閱第11圖~第16圖所示，此為本創作第四~九種實施例，其分別為日光燈、吸頂燈、崁燈、天井燈、壁燈、日光燈平板，能以前述第一~三種實施例的結構加以製作，以本領域專業知識者皆能輕鬆設置，故不再贅述，主要係為於不同環境中使用的燈具也能隨易搭配，並不是單一古板設置，讓本創作的適應範圍更加廣泛。
綜上所述，本創作生物辨識之模組化多應用功能的照明裝置，能依結構內部所設的主控制板(2)與中央處理器(4)，加以連結相對應不同功能的環境模組(15)監測、以及指示燈模組(17)加以提醒，讓人對於生活環境更為美滿，並且能提升使用者於該環境下的安全性；當中，更能透過連結辨識模組(13)、遙控模組(14)與無線傳輸模組(19)，將不同功能得以相互連結，使安裝照明裝置的環境內，讓感知互動更具豐富以及實用性。
1‧‧‧殼體
10‧‧‧樞接座
101‧‧‧萬向接頭
102‧‧‧散熱片
11‧‧‧LED模組
12‧‧‧攝像模組
142‧‧‧語音模組
15‧‧‧環境模組
16‧‧‧電力輸入模組
162‧‧‧可充電電池
163‧‧‧太陽能電池
164‧‧‧AC/DC輸入模組
192‧‧‧WIFI模組
2‧‧‧主控制板
22‧‧‧LED板
4‧‧‧中央處理器

Claims (11)

  1. 一種生物辨識之模組化多應用功能的照明裝置，包括：一殼體(1)，內部空間中設有數種模式的LED模組(11)、及一攝像模組(12)，該LED模組(11)供持續照明、空氣品質指示、及閃爍警示，該攝像模組(12)則供錄影記錄；一遙控模組(14)，用於紅外線與語音的接收與傳遞；一環境模組(15)，具有偵測瓦斯與煙霧功能；一辨識模組(13)，用於體感及生物辨識目標體狀態；一主控制板(2)，配合電性連結上述各模組，共同設於該殼體(1)內，且該主控制板(2)設有中央處理器(4)，得以判別目標體與環境設定標準，起閉相對應之功能者；及一指示燈模組(17)，包括有一瓦斯與煙霧警示燈(172)、一溫濕度指示燈(175)，能用以連結該主控制板(2)，提供發亮顯示之提示用途。
  2. 如請求項1所述之生物辨識之模組化多應用功能的照明裝置，其中該環境模組(15)，更包含有：一氣體感測器(151)，係用以檢測殼體(1)外部之有害氣體；一煙霧感測器(152)，係用以檢測殼體(1)外部之煙霧；一溫濕度感測器(153)，係用以檢測該殼體(1)外部環境溫濕度；一空氣品質感測器(154)，係用以檢測該殼體(1)外部環境的懸浮微粒含量；透過反饋感測數據至該主控制板(2)判別，啟閉相對應之操控者。
  3. 如請求項1所述之生物辨識之模組化多應用功能的照明裝置，其中該遙控模組(14)，更包含有：一紅外線模組(141)，係由紅外線遙控器傳遞編碼，連結具有紅外線的家電產品；一語音模組(142)，具有接收、辨識、 語音指令、以及廣播音效之功能；及一無線遙控模組(143)，透過不同頻率連結對應產品，透過反饋數據至該主控制板(2)判別，能操控各模組所連結的家電產品者。
  4. 如請求項3所述之生物辨識之模組化多應用功能的照明裝置，該紅外線模組(141)、語音模組(142)、無線遙控模組(143)，能從上述各模組中任意選擇至少一個、或兩個以上進行設置者。
  5. 如請求項1所述之生物辨識之模組化多應用功能的照明裝置，更包含有：一無線傳輸模組(19)，設於該殼體(1)內，並電性連結該主控制板(2)，而該無線傳輸模組(19)，係由一藍芽模組(191)、一WIFI模組(192)、一Z-Wave模組(193)所構成，該藍芽模組(191)能連結具有藍芽之家電產品；而該WIFI模組(192)能連結具有WIFI之家電產品，Z-Wave模組(193)則能以更低電壓驅動所連結的家電產品，透過反饋數據至該主控制板(2)判別，能操控各模組所連結的家電產品者；其中，該藍芽模組(191)、WIFI模組(192)、Z-Wave模組(193)，能從上述各模組中任意選擇至少一個、或兩個以上進行設置者。
  6. 如請求項1所述之生物辨識之模組化多應用功能的照明裝置，其中該辨識模組(13)，更包含有：一體溫感測模組(131)，係用以感測目標體的溫度及移動；及一生物辨識模組(132)，係用以感測目標體之位置；其中，感測數據將反饋至該主控制板(2)進行判斷，啟閉相對應之操控者。
  7. 如請求項1所述之生物辨識之模組化多應用功能的照明裝置，更包含有：一電力輸入模組(16)，電性連結該主控板(2)提供各模組運作，係為一般電池(Primary Battery)、可充電電池(Secondary battery)、太陽能電池，其中之一者。
  8. 如請求項7所述之生物辨識之模組化多應用功能的照明裝置，更包含有：一太陽能模組(18)，透過電性連結該電力輸入模組(16)，該太陽能模組(18)主要設於該殼體(1)之表面處，能用以轉換儲存額外電力者。
  9. 如請求項1所述之生物辨識之模組化多應用功能的照明裝置，更包含有：至少一個或一個以上的馬達(21)，該馬達(21)設於該殼體(1)內部，且連結該辨識模組(13)，能調整該辨識模組(13)的感應角度及方向，且該馬達(21)更連結該攝像模組(12)，達成感測與錄影紀錄之範圍能加以擴展。
  10. 如請求項6所述之生物辨識之模組化多應用功能的照明裝置，其中該辨識模組(13)結合該攝像模組(12)，更能連結體溫感測模組(131)或生物辨識模組(132)其中之一者。
  11. 如請求項1所述之生物辨識之模組化多應用功能的照明裝置，更包含有：一LED板(22)，設於該殼體(1)之內，並電性連結該主控制板(2)，該LED板(22)與該主控制板(2)可依據空間結構，配以單片或多片設置者。
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