CN101541120A

CN101541120A - 智能型发光二极管照明系统

Info

Publication number: CN101541120A
Application number: CN200810084373A
Authority: CN
Inventors: 汪光夏; 高亚玮; 刘旭仁
Original assignee: MUDE SCI-TECH Co Ltd
Current assignee: MUDE SCI-TECH Co Ltd; Machvision Inc
Priority date: 2008-03-19
Filing date: 2008-03-19
Publication date: 2009-09-23

Abstract

一种智能型发光二极管照明系统，其包含至少一发光二极管模块、一感测模块及一控制电路及一驱动电路。该感测模块可自动检测照明环境中亮度、色度或色温等光线相关参数，并能自动检测环境温度。该控制电路可根据该感测模块测得参数的数值来调整该驱动电路输出的驱动电流，而最终使得该感测模块测得参数的数值符合该控制电路内的预设标准。该照明系统另包含一外罩可将该该发光二极管模块发出的光线均匀化，或具有光导效果将光线导向该外罩大部分表面。另外，该控制电路和该驱动电路间信号沟通可以藉由无线传输。

Description

智能型发光二极管照明系统

技术领域

本发明是关于一种智能型发光二极管照明系统，尤其是关于一种能感测环境中光线及温度状态并自动调整光线输出条件的照明系统。

背景技术

发光二极管组件由于耗电量少、体积小及使用寿命长，目前广泛地使用于家电用品的指示灯、液晶显示器的背光源、图文显示屏及汽车第三刹车灯等应用。近年来由于如磷化铝镓铟(AlGaInP)及氮化铝镓铟(AlGaInN)等发光二极管材料已被成功开发，因此能够在许多应用上以发光二极管组件取代传统的白炽灯泡。

目前发光二极管照明装置是利用变压器将室内交流电转换为低压直流电，同时发光二极管组件或发光二极管模块就会被该电流驱动而发光。然而要控制该照明装置的亮度尚需要可变电阻以调整电流大小，亦即要以人工方式操作可变电阻的旋钮才能设定亮度。由于环境中光线的来源并非都来自照明装置，往往会受到室外日光变化的影响，也就是早晨、正午及黄昏从窗外透射的光线都会改变室内照明状态。因此若要维持室内一定亮度或固定照明状态，往往需要人力不断调整，不仅使用很不方便，且往往为省事而调整至高亮输出模式而无法节省电能。

另一方面，目前照明装置能利用发光二极管模块中红、蓝、绿发光组件产生的光线混合出不同颜色的输出光线，故可随着情境或季节调配出需要颜色，例如：在寒冷冬季以暖色调光线照明。但由于红、蓝、绿光线混合及调配并非单纯的线性关系，因此仅由人力来调整并非简单的工作。

图7是中国台湾公开专利第200539743号中揭示的一种发光装置的电路图。发光装置200包括具有若干个发光单元214R、214G、214B及若干个光感测组件220R、220G、220B，其中红色光感测组件220R是用来检测由发光单元214R所发射的红光亮度、绿色光感测组件220G是用来检测由发光单元214G所发射的绿光亮度，而蓝色光感测组件220B是用来检测由发光单元214B所发射的蓝光亮度。发光装置200还包括若干个电流驱动单元212及若干个控制组件250，各电流驱动单元212供应各发光单元产生光线所需的电流，而各控制组件250则分别根据预设光强度参考值与来自各发光单元的不同色光输出的差异以输出一控制驱动信号，该差异是分别由比较组件240所产生。然该发光装置200中光感测组件220R、220G、220B是仅分别检测发光单元214R、214G、214B，并控制照明光源模块6维持一固定的光输出条件，与环境中整体光线的光线参数(亮度、色度或色温)或室温冷热并无关系。

另外，中国台湾第M282097号专利揭示一种兼具物体感应及亮度检测的自动照明装置，其具有一可感测环境温度的人身红外线模块以及一可检测环境亮度的亮度检测模块。该亮度检测模块是用来检测周围的环境亮度，当所检测的亮度值低于一设定值时输出一第二开启信号。藉由第二开启信号可以点亮照明光源模块。该自动照明装置仅能在感测到亮度达不到一设定值时，才开启照明的功能。亦即，自动照明装置仅是完成单纯点亮灯光的动作，并无法随着环境中光线变化状况而实时且智能地调整光输出的条件，亦即不是回馈式(封闭式)控制电路而是单纯开放式控制电路。

综上所述，市场上亟需要一种能自动感测环境中光线状态及环境温度并自动调整光线输出条件的照明系统，并能自动调整光线输出条件，俾能改善上述现有照明装置的各种缺点。

发明内容

本发明提供一种智能型发光二极管照明系统，可自动感测环境中光线状态及温度高低，并能调整发光二极管模块发出的光线，藉此可使环境中光线达到预设状态。

本发明另提供一种符合人性的发光二极管照明系统，可根据个人的喜好设定或整体环境，使照明系统自动调整输出光线的亮度、色度或色温。

本发明又提供一种省电的发光二极管照明系统，藉由封闭控制回路设计可维持预定点的恒亮度照明，故能有效减少电能的耗费。

为解决上述问题，本发明揭示一种智能型发光二极管照明系统，其特征在于包含至少一发光二极管模块；至少一驱动电路，其产生驱动电流供应该发光二极管模块以产生光线；至少一感测模块，其可检测照明环境中光线参数及温度；一控制电路，其根据该感测模块测得该光线参数及温度的数值来命令该驱动电路调整该驱动电流；当该测得数值分别符合各预设标准时，该控制电路命令该驱动电路暂时维持该驱动电流目前的数值。

该照明系统另包含一外罩，可将该发光二极管模块发出的光线均匀化，或具有光导效果将光线导向该外罩上未受光的表面。

该控制电路可藉由无线传输的方式命令该驱动电路调整输出电流，及可控制多个独立驱动的该发光二极管模块输出预定的光线。

本发明又揭示一种智能型发光二极管照明系统，其特征在于包含：至少一发光二极管模块，包含发光二极管电路及至少一灯具；至少一驱动电路，其产生驱动电流供应该发光二极管模块以产生光线；至少一感测模块，其可检测照明环境中光线参数、温度或声音；一控制电路，其根据该感测模块测得该光线参数及温度的数值来命令该驱动电路调整该驱动电流；当该测得数值分别符合各预设标准时，该控制电路命令该驱动电路暂时维持该驱动电流目前的数值。

本发明的智能型发光二极管照明系统，可自动感测环境中光线状态及温度高低，并能调整发光二极管模块发出的光线，从而可根据个人的喜好设定或整体环境，使照明系统自动调整输出光线的亮度、色度或色温。并可藉由封闭控制回路设计可维持预定点的恒亮度照明，故能有效减少电能的耗费。

附图说明

图1是本发明智能型发光二极管照明系统的方块示意图；

图2是本发明智能型发光二极管照明系统的应用案例；

图3是本发明的发光二极管灯管的示意图；

图4是本发明预设光线波长的合成示意图；

图5是本发明另一实施例的智能型发光二极管照明系统的方块示意图；

图6是本发明另一实施例的智能型发光二极管照明系统的方块示意图；

图7是中国台湾公开专利第200539743号中揭示一种发光装置的电路图。

具体实施方式

图1是本发明智能型发光二极管照明系统的方块示意图。该照明系统10包含一发光二极管模块14、一感测模块13及一控制电路12及一驱动电路11。感测模块13可自动检测照明环境中光线的相关参数，例如：亮度、色度或色温等，同时能自动检测环境中温度的高低；其可包含亮度计、色度计、色差计或温度计的等效感测电路，而非单一对应感测混光中红(R)、绿(G)、蓝(B)各自的光线分量。又，控制电路12可根据该感测模块13测得光线参数及温度的数值来调整该驱动电路11输出的驱动电流，而最终使得该感测模块13测得的参数及温度的数值分别符合控制电路12内的各默认值。亦即，当感测模块13检测到光线的相关参数值与默认值差在一允许范围内时，驱动电路11输出的驱动电流会暂时维持固定；相同地，感测模块13检测到环境中温度与对应默认值差在一允许范围内时，驱动电路11输出的驱动电流会暂时维持固定。当照明系统10有多个独立驱动的发光二极管模块14时，该控制电路12可以命令多个驱动电路11分别驱动独立的发光二极管模块14。

本实施例中发光二极管模块14包含第一发光单元141、第二发光单元142及第三发光单元143，前述各发光单元141-143分别由驱动电路11中电流驱动单元111-113所驱动。又，各发光单元141-143发出的光线(例如：红光、绿光及蓝光)、日光或自然光源及其它人造光源会形成混光，感测模块13则整体感测到环境中混光的结果。

当感测模块13检测到环境中温度明显低于对应的默认值(预设范围中最低值)时，控制电路12可命令驱动电路11输出合适驱动电流，使得发光二极管模块14发出的光线趋向暖色调光谱的分布，如此可使人感受到明显的暖意。相反地，当感测模块13检测到环境中温度明显高于对应的默认值(预设范围中最高值)时，控制电路12可命令驱动电路11输出合适的驱动电流，使得发光二极管模块14发出的光线趋向冷色调光谱的分布，如此可使人感受到明显的凉意。或者，照明系统10可随环境中温度而改变输出光的色温高低，当温度低时则输出光的色温调低；反之，则色温调高。本实施例中比较组件15可比较环境中光线的相关参数或温度和对应的默认值间的差值，控制电路12会根据差值命令驱动电路11输出合适的驱动电流，而非单一对应比较感测混光中红(R)、绿(G)、蓝(B)各自的光线分量。

另外，控制电路12可藉由无线传输或信号线传输的方式命令驱动电路11调整输出电流，及可控制多个该发光二极管模块14输出预定的光线。感测模块13可以包括置放于不同检测点的多个传感器，因此控制电路12能根据不同传感器的回传值而调整发光二极管模块14所需的驱动电流。

图2是本发明智能型发光二极管照明系统的一应用案例。在使用者80所在的空间内有两个发光二极管模块241、242，并分别由两个驱动电路211、212所驱动而点亮。可依据使用者80的喜好将传感器231、232及233放置在需要的场所，如此可检测特定位置的相关光线参数及温度值，其中一传感器231是直接利用信号线将感测值传至控制电路22，另俩传感器232、233则藉由无线方式传输所量取的感测值，而传感器231、232及233并非单一对应感测混光中红(R)、绿(G)、蓝(B)各自的光线分量。当控制电路22接收到各感测值后，会和内部储存的默认值相比较，若差值在一允许范围则维持驱动电路211或212的驱动电流。当然使用者80也可藉由手上的遥控器25设定默认值，或选择控制电路22内建的各种照明模式，例如：高亮模式、昏暗模式及色彩轮替模式等。

如图3所示，为能与目前的日光灯座兼容，可以将发光二极管模块331、332、333和驱动电路32整合至圆柱形外罩34内，并在发光二极管灯管30两侧设置可固定于灯座的电极部31。外罩34可将该发光二极管模块331、332及333发出的光线均匀化，或具有光导效果将光线导向大部分表面积(非直接受光部分)而向外射出。且，发光二极管模块331、332及333可以将发光二极管组件334排列成不同的图案。

可以控制红、蓝、绿不同颜色的发光二极管组件334而组合出各种颜色的光线，驱动电路32则根据控制电路22的命令而分别调整红、蓝、绿发光二极管组件334的驱动电流。如图4所示，控制电路22内设定的特定色温光线41波长分布可以由不同强度蓝光42、绿光43及红光44所组成。

图5是本发明另一实施例的智能型发光二极管照明系统的方块示意图。该照明系统50包含一发光二极管模块54、一感测模块53及一控制电路52及一驱动电路51。感测模块53可自动检测照明环境中光线的相关参数，例如：亮度、色度或色温等，而非单一对应感测混光中红(R)、绿(G)、蓝(B)各自的光线分量，同时能自动检测环境中温度的高低或者声音的分贝；其可包含亮度计、色度计、色差计、温度计或分贝计的等效感测电路。又，控制电路52可根据该感测模块53测得光线参数，及温度或声音的分贝数来调整该驱动电路51输出的驱动电流，而最终使得该感测模块53测得的光线参数，及温度或声音的分贝数分别符合控制电路52内的各默认值。亦即，当感测模块53检测到光线的相关参数值与默认值差在一允许范围内时，驱动电路51输出的驱动电流会暂时维持固定；相同地，感测模块53检测到环境中温度或声音的分贝数与对应默认值差在一允许范围内时，驱动电路51输出的驱动电流会暂时维持固定。发光二极管模块54包含至少一发光二极管电路541及至少一灯具542，该灯具542为可以发出白光的普通灯具，从而提高发光二极管模块54的整体输出光的亮度。为使发光二极管模块54的输出光混合的均匀，可在出光面增加一匀光罩以避免输出光的亮度或颜色分布不均匀。驱动电路51中驱动单元513-511分别产生驱动发光二极管电路541中红、绿、蓝发光二极管的电流Ir、Ig、Ib，而驱动单元514产生激活灯具542的驱动电流。控制电路52产生控制信号PWM_R、PWM_G、PWM_B分别控制驱动单元513-511，并产生开启或关闭(ON/OFF)驱动单元514。

照明系统50另包含藉由无线信号设定参数及模式的遥控器55及通讯模块57，其中通讯模块57能将感测模块53、遥控器55的无线信号转换为控制电路52需要的信号格式，本实施例的控制信号PWM_R、PWM_G、PWM_B是采用脉宽调制(PWM；Pulse Width Modulation)技术所产生的信号。除遥控器55外，亦可经过有线路由计算机56执行设定参数及设定模式。另外，照明系统50进一步包含电源供应模块58，其负责将系统所连接的室内交流电或电池组转换为相关电路或模块需要的直流电源或交流电源。图6是本发明另一实施例的智能型发光二极管照明系统的方块示意图。相较于图5，本实施例的照明系统60的发光二极管模块54′中采用可调光的省电灯泡642取代前述的普通灯具542，该可调光的省电灯泡642能藉由改变驱动电流Ir的大小而调整亮度等光参数，并非选择亮或暗的单纯切换。驱动电路51′的驱动单元614会产生驱动电流Iw，而控制电路52相应的输出控制信号PWM_W至驱动单元614。参见图6，感测模块53包含电源模块534、感测电路531、控制电路532及通讯模块533。感测电路531可感测环境中声、光、温度的相关参数，并由控制电路532处理感测电路531的输出信号，再经过通讯模块533将该信号转换为无线信号。感测电路531可接受一声源的输入，并依预设频带分割处理，输出各频带的声音强度，而该感测模块531包含音频滤波器或分贝计的等效感测电路。遥控器55包含通讯模块551、控制电路552及电源模块553。使用者设定的参数或模式会经由控制电路552产生对应的信号，同样地，通讯模块551将该信号转换为无线信号。电源模块534及电源模块553分别将系统所连接的室内交流电或电池组转换为感测模块53及遥控器55所需的电源。

本发明的技术内容和技术特点已揭示如上，然而所属领域技术人员仍可能基于本发明的教示和揭示内容而作出种种不背离本发明精神的替代和修正。因此，本发明的保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替代和修正，并为上述权利要求书所涵盖。

Claims

1.一种智能型发光二极管照明系统，其特征在于包含：

至少一发光二极管模块；

至少一驱动电路，其产生驱动电流供应该发光二极管模块以产生光线；

至少一感测模块，其可检测照明环境中光线参数及温度；

一控制电路，其根据该感测模块测得该光线参数及温度的数值来命令该驱动电路调整该驱动电流；当该测得数值分别符合各预设标准时，该控制电路命令该驱动电路暂时维持该驱动电流目前的数值。

2.根据权利要求1所述的智能型发光二极管照明系统，其特征在于该光线参数包括亮度、色度或色温。

3.根据权利要求1所述的智能型发光二极管照明系统，其特征在于该控制电路藉由无线传输的方式命令该驱动电路调整该驱动电流。

4.根据权利要求1所述的智能型发光二极管照明系统，其特征在于该控制电路可控制多个独立驱动的该发光二极管模块。

5.根据权利要求1所述的智能型发光二极管照明系统，其特征在于其另包含一可将该发光二极管模块发出光线均匀化的外罩。

6.根据权利要求5所述的智能型发光二极管照明系统，其特征在于该外罩具有光导效果，能将光线导向该外罩上未受光的表面并穿射至外部。

7.根据权利要求1所述的智能型发光二极管照明系统，其特征在于该预设标准是以一默认值为中心的允许范围。

8.根据权利要求1所述的智能型发光二极管照明系统，其特征在于该感测模块是藉由无线传输的方式将该测得数值传至该控制电路。

9.根据权利要求1所述的智能型发光二极管照明系统，其特征在于该感测模块包括若干个设置于不同处的传感器。

10.根据权利要求1所述的智能型发光二极管照明系统，其特征在于该发光二极管模块及该驱动电路是整合至一发光二极管灯管内，该发光二极管灯管另包含一圆柱形外罩及两个电极部。

11.根据权利要求1所述的智能型发光二极管照明系统，其特征在于该感测模块包含亮度计、色度计、色差计或温度计的等效感测电路。

12.一种智能型发光二极管照明系统，其特征在于包含：

至少一发光二极管模块，包含发光二极管电路及至少一灯具；

至少一感测模块，其可检测照明环境中光线参数、温度或声音；

13.根据权利要求12所述的智能型发光二极管照明系统，其特征在于该光线参数包括亮度、色度或色温。

14.根据权利要求12所述的智能型发光二极管照明系统，其特征在于该感测模块接受一声源的输入，并依预设频带分割处理，输出各频带的声音强度。

15.根据权利要求12所述的智能型发光二极管照明系统，其特征在于该灯具的输出光是可调整。

16.根据权利要求15所述的智能型发光二极管照明系统，其特征在于该驱动电流可调整该灯具的输出光。

17.根据权利要求12所述的智能型发光二极管照明系统，其特征在于该灯具的输出光是白色光。

18.根据权利要求12所述的智能型发光二极管照明系统，其特征在于该控制电路藉由无线传输的方式命令该驱动电路调整该驱动电流。

19.根据权利要求12所述的智能型发光二极管照明系统，其特征在于该控制电路可控制多个独立驱动的该发光二极管模块。

20.根据权利要求12所述的智能型发光二极管照明系统，其特征在于其另包含一可将该发光二极管模块发出光线均匀化的外罩。

21.根据权利要求20所述的智能型发光二极管照明系统，其特征在于该外罩具有光导效果，能将光线导向该外罩上未受光的表面并穿射至外部。

22.根据权利要求12所述的智能型发光二极管照明系统，其特征在于该预设标准是以一默认值为中心的允许范围。

23.根据权利要求12所述的智能型发光二极管照明系统，其特征在于该感测模块是藉由无线传输的方式将该测得数值传至该控制电路。

24.根据权利要求12所述的智能型发光二极管照明系统，其特征在于该感测模块包括若干个设置于不同处的传感器。

25.根据权利要求12所述的智能型发光二极管照明系统，其特征在于该发光二极管模块及该驱动电路是整合至一发光二极管灯管内，该发光二极管灯管另包含一圆柱形外罩及两个电极部。

26.根据权利要求12所述的智能型发光二极管照明系统，其特征在于该感测模块包含亮度计、色度计、色差计、温度计、音频滤波器或分贝计的等效感测电路。

27.根据权利要求12所述的智能型发光二极管照明系统，其特征在于其另包含一接收及发射无线传输信号的通讯模块。

28.根据权利要求12所述的智能型发光二极管照明系统，其特征在于其另包含一供应系统电源的电源供应模块。

29.根据权利要求12所述的智能型发光二极管照明系统，其特征在于其电源供应模块连接至室内交流电或电池组。