CN106954292A - 情境仿真照明装置 - Google Patents

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Abstract

一种情境仿真照明装置，包括：一面发光器，具有由多种颜色的发光二极管组成的发光二极管矩阵，可以产生不同颜色和光照模式的光线；一环境亮度感测单元用于感测自然环境的光线；一控制器，具有一仿真控制程序可依据环境亮度感测单元感测的环境的光线，调变发光二极管矩阵中不同颜色的发光二极管的亮度以及控制其动作；本发明情境仿真照明装置，可以仿真天空蓝、白云飘动和太阳光等不同情境的光线，以及光照模式，进而提供一种接近自然环境的照明效果。

Description

情境仿真照明装置
技术领域
本发明是有关一种照明装置，特别是一种可以模拟天空蓝、白云飘动和太阳光及光照模式的情境仿真照明装置。
背景技术
由于科技的进步，照明装置采用的光源由早期的白炽灯(例如钨丝灯、卤素灯)、放电灯(例如日光灯、水银灯、钠灯)到固体光源(例如发光二极管LED)等，多种具有不同色温及特性的光源已被开发成功并且上市。另一方面，由于生活水平的提高，使用照明装置的主要目的不再只是于夜晚或暗处提供光源，依据使用的场所及用途选择具有适合光源的照明装置已成主流。
一般而言，照明装置的选用原则除了考虑照明装置提供的照度之外，光源的色温为主要的选用条件，在大部份的情形下，照明装置产生的光线以能接近自然光源者为佳。自然光源大体上而言是指阳光，阳光是自然界中最大的光源，也是万物生存的最重要光源，一天当中自日出至日落，阳光的色温并非固定不变，正午的阳光较强，色温大约为5500K左右，清晨及下午橘黄的阳光色温较低，大约为2700K-4000K。不同亮度和色温的阳光对于生物的作息及生理时钟影响甚巨，白天的自然光源属于较高的色温，而到了黄昏的自然光源属于低色温，人类的大脑在高色温照明下会比较有精神，而在低色温照明下则会认为该睡了，因此，照明装置的色温以能调整高低者为佳。
已知大部份的照明装置是采固定式光源的设计，常见的照明置的光源大致上包括：传统的白炽灯泡的色温约为2800K，暖色荧光灯(暖色日光灯)的色温约为3500K，昼光色荧光灯(昼光色日光灯)的色温约为6500K，由于光源的不可调整或是变换就无法实现上述能调整色温的目的。
发明内容
本发明的目的在提出一种可以模拟自然环境的光线及光照模式的情境仿真照明装置。
为达上述目的，本发明情境仿真照明装置的一实施例，包括：
一面发光器，具有由多种颜色的发光二极管组成的发光二极管矩阵，可以产生不同颜色和光照模式的光线；
一环境亮度感测单元，用于感测自然环境的光线的色温并产生一相应的色温信号；以及
一控制器，控制器与面发光器以及环境亮度感测单元电性连接，控制器可依据环境亮度感测单元产生的色温信号，调变发光二极管矩阵中不同颜色的发光二极管的亮度以及控制其动作(发光或不发光)。
在本发明情境仿真照明装置的一实施例，其中面发光器包含：一背板、一发光单元设置于背板的一侧表面，和一光扩散板设置于发光单元的出光侧；其中发光单元包括由多种颜色的发光二极管组成的发光二极管矩阵，通过调变发光单元的多种颜色的发光二极管的发光亮度以及控制其动作，可以产生不同颜色和光照模式的光线，并且模拟天空蓝、白云飘动和太阳光等不同情境的光线，以及光照模式，进而提供一种接近自然环境的照明效果。
在本发明情境仿真照明装置的一实施例，其中面发光器的发光单元的发光二极管矩阵包括：亮白色(bright white)发光二极管、暖白色(warm white)发光二极管和蓝光发光二极管。
在本发明情境仿真照明装置的一实施例，其中面发光器的发光单元的发光二极管矩阵包括：亮白色(bright white)发光二极管、红光发光二极管、绿光发光二极管和蓝光发光二极管。
在本发明情境仿真照明装置的一实施例，其中环境亮度感测单元进一步包括感测自然环境的光线的亮度，并产生一相应的亮度信号。
在本发明情境仿真照明装置的一实施例，其中环境亮度感测单元是通过无线通讯与控制器电性连接，利用无线通讯将环境亮度感测单元产生的色温信号传送给控制器。
本发明情境仿真照明装置的另一实施例，包括：一色温传感器与控制器电性连接，色温传感器用于感测面发光器发出的光线的色温然后传送给控制器，用以自动回馈补正面发光器产生的照明光线的色温。
在本发明情境仿真照明装置的另一实施例，控制器依据环境亮度感测单元产生的亮度信号，自动调变发光二极管矩阵中不同颜色的发光二极管的亮度以及控制其动作(发光或不发光)。
在本发明情境仿真照明装置的另一实施例，控制器包括一手动控制面板，利用手动亮度控制器调变发光二极管矩阵中不同颜色的发光二极管的亮度以及控制其动作。
在本发明情境仿真照明装置的另一实施例，控制器可以调变发光二极管的发光亮度，其中发光二极管的发光亮度包括固定亮度和动态的亮度变化。
在本发明情境仿真照明装置的另一实施例，控制器可以依预设的时间控制发光单元的发光组件动作。
通过上述的说明，可以了解，本发明情境仿真照明装置可以依据自然环境的光线，通过控制发光单元的多种颜色的发光二极管的发光亮度及其动作可以产生不同颜色和光照模式的光线，并且模拟天空蓝、白云飘动和太阳光等不同情境的光线，以及光照模式，进而提供一种接近自然环境的照明效果；另一方面，本发明情境仿真照明装置还可以自动回馈补正输出的照明色温。
有关本发明的具体实施方式及其技术特点和功效，下文将配合图式说明如下。
附图说明
图1，为本发明情境仿真照明装置的一实施例的功能方块图；
图2，为本发明情境仿真照明装置的另一实施例的功能方块图；
图3，为发光二极管矩阵的一实施例构造图；
图4，为图3在IV-IV位置的断面构造图；
图5A，为发光二极管矩阵的一实施例构造图，绘示发光二极管矩阵的多种不同颜色发光二极管的配置方式；
图5B，为发光二极管矩阵的另一实施例构造图，绘示发光二极管矩阵的多种不同颜色发光二极管的另一种配置方式；
图6，为本发明情境仿真照明装置的另一实施例的功能方块图。
符号说明
10 面发光器
11 背板
20 发光单元
21 发光二极管
30 光扩散板
40 环境亮度感测单元
41 第一无线通讯单元
50 控制器
51 第二无线通讯单元
52 微控制单元
53 电源转换器
54 手动控制面板
60 色温传感器
B 蓝光发光二极管
G 绿光发光二极管
R 红光发光二极管
BW 亮白色发光二极管
WW 暖白色发光二极管
S 电源供应端
具体实施方式
首先请参阅图1，为本发明情境仿真照明装置的一实施例的功能方块图。如图1所示，本发明情境仿真照明装置包括：
一面发光器10，具有由多种颜色的发光二极管21组成的发光二极管矩阵(见图3)，可以产生不同颜色和光照模式的光线，在本发明以下的说明中，面发光器10所产生的光线的颜色与所述光线的色温同义；
一环境亮度感测单元40(Ambient Light Sensor,ALS)，用于感测自然环境的光线的色温并产生一相应的色温信号；以及
一控制器50，内建有一仿真控制程序，控制器50与面发光器10以及环境亮度感测单元40电性连接，控制器50的仿真控制程序可依据环境亮度感测单元40产生的色温信号，调变发光二极管矩阵中不同颜色的发光二极管的亮度以及控制其动作(发光或不发光)。
请参阅图3及图4，在本发明情境仿真照明装置的一实施例，其中面发光器10包含：一背板11、一发光单元20设置于背板11的一侧表面，和一光扩散板30设置于发光单元20的出光侧，光扩散板可以加强光线的出光角度，使得光线无论从何种角度跑出光扩散板，其亮度能够尽量维持一致。
在面发光器20的一实施例，其中发光单元20包括由多种颜色的发光二极管21组成的发光二极管矩阵，请参阅图5A，在发光二极管矩阵的一实施例，其中面发光器10的发光单元20的发光二极管矩阵的发光二极管21的颜色种类包括：亮白色(bright white)发光二极管BW、暖白色(warm white)发光二极管WW和蓝光发光二极管B。请参阅图5B，在发光二极管矩阵的另一实例，发光单元20的发光二极管矩阵的发光二极管21的颜色种类包括：亮白色(bright white)发光二极管BW、红光发光二极管R、绿光发光二极管G和蓝光发光二极管B。因此，通过调变发光单元20的多种颜色的发光二极管21的发光亮度以及控制其动作的组合，就可以产生不同颜色和光照模式的光线。
在本发明的一实施例，环境亮度感测单元40的较佳设置位置是设置于能够感测到自然光源的位置，用以感测环境的自然光色温并转换为相应的第一色温信号，再将第一色温信号传送至控制器50。在本发明的第一种实施例，如图1所示环境亮度感测单元40是通过电线与控制器50电性连接，在另一实施例，如图2和图6所示，环境亮度感测单元40是通过无线通讯的方式与控制器50电性连接，其中一种实施方式，环境亮度感测单元40设有一第一无线通讯单元41，在控制器50设有一第二无线通讯单元51可以和第一无线通讯单元41进行信号的传输，其中第一无线通讯单元41和第二无线通讯单元51可以是蓝牙通讯器，较佳地为低功耗蓝牙调变器(Bluetooth Low Energy Module,BLE Module)。在本发明情境仿真照明装置的一实施例，其中环境亮度感测单元40进一步包括感测自然环境的光线的亮度，并产生一相应的亮度信号。
在本发明的一实施例，控制器50为一种数字控制器，其中一种实施方式包括：一微控制单元52(Micro Controller Unit,MCU)和一电源转换器53(Converter)，微控制单元52内建有多种仿真控制程序，电源转换器53的输入侧与一电源供应端S(例如定电压的电源供应器)电性连接，电源转换器53的输出侧与面发光器10电性连接，在其中一实施例，电源转换器53可为直流-直流转换器(DD Converter)；微控制单元52与环境亮度感测单元40电性连接，微控制单元52的仿真控制程序可依据环境亮度感测单元40产生的色温信号及/或亮度信号，调变发光二极管矩阵中不同颜色的发光二极管21的亮度以及控制其动作(发光或不发光)。调变的一种实施方式例如但不限于，由微控制单元52产生脉冲宽度调变(PulseWidth Modulation，PWM)信号，通过PWM信号控制电源转换器53的输出模式(例如定电流或是定电压)，进而通过电源转换器53驱动发光单元20的多种颜色的发光二极管21动作(发光或不发光)以及调变发光单元20的多种颜色的发光二极管21的亮度，可以产生不同颜色和光照模式的光线。
在本发明的一实施例，依据面发光器10所产生的光照模式，包括：静态的光照模式和动态的光照模式；其中在静态的光照模式下，发光二极管矩阵产生的光线的亮度和色温维持不变，在动态的光照模式下，发光二极管矩阵产生的光线的亮度和色温则会发生变化。举例说明如下。
在静态的光照模式可以通过自动或是人工手动的方式，通过控制器50调变发光二极管矩阵中不同颜色的发光二极管21的亮度以及控制其动作(发光或不发光)；其中自动调变及控制的一种实施方式，如图1所示，控制器依据环境亮度感测单元40产生的色温信号，自动调变发光二极管矩阵中不同颜色的发光二极管21的亮度以及控制其动作；在手动调变及控制的一种实施例，其中的控制器50内建有一仿真控制程序，控制器20更包括一手动控制面板54(见图2)，使用者可以通过手动控制面板54可以选择仿真控制程序，进而调变发光二极管矩阵中不同颜色的发光二极管21的亮度以及控制其动作；因此，不论以自动或手动的方式，都可以通过控制器50调变发光二极管矩阵中不同颜色的发光二极管21的亮度以及控制其动作，实现模拟天空蓝、白云飘动和太阳光等不同情境的光线，以及光照模式，例如但不限于由面发光器的左侧向右逐渐点亮发光二极管矩阵或是由面发光器的左侧向右逐渐调变发光二极管矩阵的亮度及其色温，通过这种动态的光照模式仿真一种有如日升和日落时的斜照及光影变化；另一种光照模式例如令面发光器10的半侧发光(明亮)而另一半侧不发光(昏暗)，以实现模拟早晨、黄昏时太阳光斜照的自然光照模式。
请参阅图6，为本发明情境仿真照明装置的另一实施例的功能方块图。其中面发光器10、环境亮度感测单元40和控制器50的功能架构与图2的实施例相同，不同之处在于包括：一色温传感器60与控制器50的微控制单元52电性连接，色温传感器60用于面发光器10发出的光线的色温并转换为相应的一第二色温信号，然后传送给微控制单元52，微控制单元52再依据色温传感器60产生的第二色温信号调整脉冲宽度调变(Pulse WidthModulation，PWM)信号，通过PWM信号调整电源转换器53的输出模式，进而自动回馈补正面发光器10输出的照明光线的颜色(亦可视为色温)。
在本发明情境仿真照明装置的另一实施例，控制器50可以依据预设的时间控制面发光器10的动作(发光或不发光)和光照模式并调变其颜色和亮度，例如控制面发光器10的亮度由微亮逐渐提高其亮度，可以实现一种唤醒模式的功能。
在一实施例，本发明情境仿真照明装置可装设于建筑的天花板或是墙面，用以作为照明灯具或是装饰用途的气氛灯，例如可以模拟晴空的蓝白光色、太阳光或是摸拟森林绿叶的绿色环境，及其颜色的渐层式变化效果，例如由平面光源的一侧朝向另一侧逐渐地改变颜色及其亮度，而达到模拟自然光线变化的效果，可为都市建筑提供模拟自然环境的光照模式。
虽然本发明已通过上述的实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的专利保护范围须视本发明权利要求所界定者为准。

Claims (11)

1.一种情境仿真照明装置，其特征在于，包括：一面发光器，该面发光器具有由多种颜色的发光二极管组成的一发光二极管矩阵，可以产生不同颜色和光照模式的光线；一环境亮度感测单元，用于感测自然环境的光线的色温并产生一相应的色温信号；以及一控制器，该控制器与该面发光器以及该环境亮度感测单元电性连接，该控制器可依据该环境亮度感测单元产生的该色温信号，调变该发光二极管矩阵中不同颜色的该发光二极管的亮度以及控制其动作。
2.如权利要求1所述的情境仿真照明装置，其特征在于，该面发光器包含：一背板、一发光单元设置于该背板的一侧表面，和一光扩散板设置于该发光单元的出光侧；其中该发光单元包括由多种颜色的该发光二极管组成的该发光二极管矩阵。
3.如权利要求1所述的情境仿真照明装置，其特征在于，该发光单元的该发光二极管矩阵包括：亮白色发光二极管、暖白色发光二极管和蓝光发光二极管。
4.如权利要求1所述的情境仿真照明装置，其特征在于，该发光单元的该发光二极管矩阵包括：亮白色发光二极管、红光发光二极管、绿光发光二极管和蓝光发光二极管。
5.如权利要求1所述的情境仿真照明装置，其特征在于，该环境亮度感测单元进一步包括感测自然环境的光线的亮度，并产生一相应的亮度信号。
6.如权利要求5所述的情境仿真照明装置，其特征在于，该控制器依据环境亮度感测单元产生的该色温讯及/或该亮度信号，自动调变该发光二极管矩阵中不同颜色的该发光二极管的亮度以及控制其动作。
7.如权利要求1所述的情境仿真照明装置，其特征在于，该环境亮度感测单元设有一第一无线通讯单元，在该控制器设有一第二无线通讯单元可以和该第一无线通讯单元进行信号的传输，利用无线通讯将该环境亮度感测单元产生的该色温信号传送给该控制器。
8.如权利要求7所述的情境仿真照明装置，其特征在于，该第一无线通讯单元和该第二无线通讯单元为低功耗蓝牙调变器。
9.如权利要求1所述的情境仿真照明装置，其特征在于，包括：一色温传感器与该控制器电性连接，该色温传感器用于感测该面发光器发出的光线 的色温然后传送给该控制器，用以自动回馈补正该面发光器产生的照明光线的色温。
10.如权利要求1所述的情境仿真照明装置，其特征在于，包括一手动控制面板，该手动控制面板电性连接该控制器，该控制器内建有一仿真控制程序，该手动控制面板可以选择该仿真控制程序，进而调变该发光二极管矩阵中不同颜色的该发光二极管的亮度以及控制其动作。
11.如权利要求1所述的情境仿真照明装置，其特征在于，该控制器可以依预设的时间控制该面发光器的动作并调变该发光二极管矩阵中不同颜色的该发光二极管的亮度以及控制其动作。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108282926A (zh) * 2018-03-02 2018-07-13 宁波永贸时代进出口有限公司 一种led发光火焰灯电路、led风灯及蜡烛灯
CN109812727A (zh) * 2017-11-20 2019-05-28 松下知识产权经营株式会社 控制装置、点灯装置以及照明系统
CN113983383A (zh) * 2021-03-09 2022-01-28 友达光电股份有限公司 产生投射光的系统及方法
WO2022053419A1 (en) * 2020-09-10 2022-03-17 Signify Holding B.V. Lighting device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201222776A (en) * 2010-08-13 2012-06-01 Bridgelux Inc Color temperature tunable LED light source
CN103503565A (zh) * 2011-05-06 2014-01-08 通用电气公司 针对大面积应用的控制器和固态照明装置
US20140268790A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Cree, Inc. Ambient light monitoring in a lighting fixture
US20150195883A1 (en) * 2014-01-06 2015-07-09 Cree, Inc. Power over ethernet lighting fixture

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201222776A (en) * 2010-08-13 2012-06-01 Bridgelux Inc Color temperature tunable LED light source
CN103503565A (zh) * 2011-05-06 2014-01-08 通用电气公司 针对大面积应用的控制器和固态照明装置
US20140268790A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Cree, Inc. Ambient light monitoring in a lighting fixture
US20150195883A1 (en) * 2014-01-06 2015-07-09 Cree, Inc. Power over ethernet lighting fixture

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109812727A (zh) * 2017-11-20 2019-05-28 松下知识产权经营株式会社 控制装置、点灯装置以及照明系统
CN108282926A (zh) * 2018-03-02 2018-07-13 宁波永贸时代进出口有限公司 一种led发光火焰灯电路、led风灯及蜡烛灯
WO2022053419A1 (en) * 2020-09-10 2022-03-17 Signify Holding B.V. Lighting device
US11946639B2 (en) 2020-09-10 2024-04-02 Signify Holding, B.V. Lighting device
CN113983383A (zh) * 2021-03-09 2022-01-28 友达光电股份有限公司 产生投射光的系统及方法

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