CN110383948A - 随机照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种随机照明装置。本随机照明装置包括：多个发光单元，包括发光二极管以及通过随机决定发光二极管的闪烁周期以及亮度而对发光二极管进行发光控制的发光控制部；以及，控制单元，对发光单元的闪烁周期以及亮度的范围进行限制。

Description

随机照明装置
技术领域
本发明涉及一种照明装置，尤其涉及一种利用发光二极管的照明装置。
背景技术
在韩国公开专利公报第10-2006-0012460号中公开了一种装饰用照明器具。适用本公报的照明器具能够通过对阵列室中陈列的相框、花盆、鱼缸、陶瓷等陈列物品进行集中照明而提升室内氛围，还能够通过仅在使用者借助于对时间开关的操作而设定的时间内点亮灯泡而减少不必要的电力消耗，且能够在长时间离家时仅在夜间自动闪烁而实现防范功能。此外，本照明器具还能够通过在灯泡周围配置多种颜色的LED并使其依次或随机点亮而进一步提升室内氛围。
[先行技术文献]
[专利文献]
韩国公开专利公报第10-2006-0012460号(2006年02月08日公开)
发明内容
技术课题
本发明的目的在于提供一种既能够使发光二极管自主地随机发光，也能够营造出多样化的氛围的随机照明装置。
解决课题的手段
适用一形式的随机照明装置，包括：多个发光单元；以及，控制单元。发光单元，能够包括：发光二极管；以及，发光控制部，通过随机决定发光二极管的闪烁周期以及亮度而对发光二极管进行发光控制。此外，控制单元能够对发光二极管的闪烁周期以及亮度的随机范围进行限制。
发光控制部，还能够包括：变量存储部，对从控制单元接收到的用于限制闪烁周期的闪烁周期范围变量以及用于限制亮度的亮度范围变量进行存储；发光随机决定部，随机决定闪烁周期以及亮度，尤其是在存储于变量存储部中的闪烁周期范围变量以及亮度范围变量所限制的闪烁周期范围以及亮度范围内随机决定闪烁周期以及亮度；脉冲调制生成部，根据随机决定的亮度生成脉冲调制(pulse width modulation)信号；以及，发光二极管驱动部，根据随机决定的闪烁周期的点亮区间，按照脉冲调制信号驱动发光二极管。
此外，发光控制部，还能够包括：变量存储部，对从控制单元接收到的用于限制闪烁周期的闪烁周期范围变量和用于限制亮度的亮度范围变量以及用于限制调光的调光范围变量进行存储；发光随机决定部，随机决定闪烁周期以及亮度，尤其是在存储于变量存储部中的闪烁周期范围变量所限制的闪烁周期范围内随机决定闪烁周期，在存储于变量存储部中的亮度范围变量所限制的亮度范围内随机决定亮度，在存储于变量存储部中的调光范围变量所限制的变亮时间范围以及变暗时间范围内随机决定变亮时间以及变暗时间；脉冲调制生成部，根据随机决定的亮度生成脉冲调制(pulse width modulation)信号，尤其是生成在点亮区间的变亮区间内使亮度逐渐增加并在变亮区间的结束位置达到由发光随机决定部随机决定的亮度以及在熄灭区间的变暗区间内使亮度逐渐减小并在变暗区间的结束位置熄灭的脉冲调制信号；以及，发光二极管驱动部，根据随机决定的闪烁周期的点亮区间，按照由脉冲调制生成部生成的脉冲调制信号驱动发光二极管。
控制单元，能够包括：变量设定部，根据使用者的输入对存储到变量存储部中的变量进行设定。
多个发光单元能够分成两个以上的组构成，变量设定部能够根据使用者的输入对不同的组设定不同的变量。
发明效果
通过所公开的随机照明装置，既能够使发光单元自主地随机发光，也能够对闪烁周期以及亮度进行一定的限制，从而营造出特殊的氛围。此外，还能够对发光单元被点亮时的变亮时间以及熄灭时的变暗时间进行限制并借此使其在变亮时间以及变暗时间实现调光效果，从而营造出更加多样化的氛围。此外，还能够使使用者直接对闪烁周期以及亮度等变量进行设定，从而营造出使用者所期望的氛围。
附图说明
图1是对适用一实施例的随机发光装置进行图示的示意图。
图2是适用一实施例的发光单元的封装构成图。
图3是适用一实施例的发光单元的块图。
图4是对适用一实施例的PWM信号波形进行图示的示意图。
图5是适用一实施例的控制单元的块图。
图6是对限制变量表进行例示的示意图。
具体实施方式
上述以及追加的适用本发明的形式，将能够通过结合附图进行说明的较佳实施例得到进一步明确。接下来将对本发明进行详细的说明，以便于相关行业的从业人员能够轻易地理解以及重现相关的实施例。
图1是对适用一实施例的随机发光装置进行图示的示意图。如图1所示，随机发光装置包括多个发光单元(10)以及控制单元(30)。发光单元(10)能够是几十至几百个，能够并联连接。此外，能够接收由控制单元(30)供应的工作电源进行工作。各个发光单元(10)自主地随机决定发光二极管(Light Emitting Diode，LED)的闪烁周期以及亮度，并按照所决定的闪烁周期以及亮度对LED进行发光控制。即，发光单元(10)并不是根据来自外部的发光控制命令随机发光，而是由发光单元(10)自主地随机决定闪烁周期以及亮度并使LED发光。
控制单元(30)能够对发光单元(10)的闪烁周期以及亮度的范围进行限制。即，将由发光单元(10)自主地随机决定的闪烁周期以及亮度限制在特定的范围之内。控制单元(30)将用于进行限制的变量传递到发光单元(10)，因此在发光单元(10)随机决定LED的闪烁周期以及亮度时，将在考虑限制变量的前提下在相应的范围之内随机决定闪烁周期以及亮度。此外，控制单元(30)能够向发光单元(10)供应工作电源。在一实施例中，控制单元(30)能够通过电源供应线缆向发光单元(10)供应工作电源，并通过单独的控制线缆传递到发光单元(10)。在另一实施例中，控制单元(30)能够在通过电源供应线缆向发光单元(10)供应工作电源的同时通过电源供应线缆对限制变量进行传递。
图2是适用一实施例的发光单元的封装构成图。在现有的LED封装内部，除了发光二极管(100)之外还添加通过随机决定发光二极管(100)的闪烁周期以及亮度而对发光二极管(100)进行发光控制的电路部(200)，借此能够将其一体化成一个封装。
图3是适用一实施例的发光单元的块图。如图3所示，发光单元(10)的电路部(200)能够包括接收部(210)以及发光控制部(220)。接收部(210)从控制单元(30)接收限制变量。在一实施例中，限制变量包含用于限制闪烁周期的闪烁周期范围变量以及用于限制亮度的亮度范围变量。发光控制部(220)包括变量存储部(221)、发光随机决定部(222)、PWM生成部(223)以及LED驱动部(224)。变量存储部(221)能够由一个或两个以上的寄存器构成。变量存储部(221)对通过接收部(210)接收到的如闪烁周期范围变量以及亮度范围变量等限制变量进行存储。闪烁周期范围变量包括LED(100)的点亮时间范围值以及熄灭时间范围值，亮度范围变量表示脉冲调制(pulse width modulation，PWM)信号的占空比范围值。
发光随机决定部(222)随机决定LED(100)的闪烁周期以及亮度。为此，发光随机决定部(222)能够包括随机数生成器。随机数生成器能够仅生成一个随机数，也能够分别生成闪烁周期用以及亮度用的随机数。发光随机决定部(222)利用由随机数生成器生成的随机数随机决定闪烁周期以及亮度，尤其是在存储于变量存储部(221)中的闪烁周期范围变量以及亮度范围变量所限制的闪烁周期范围以及亮度范围内随机决定闪烁周期以及亮度。换言之，发光随机决定部(222)利用随机数决定LED点亮时间值以及LED熄灭时间值，尤其是在存储于变量存储部(221)中的点亮时间范围值以及熄灭时间范围值所限制的点亮/熄灭范围内决定LED点亮时间值以及LED熄灭时间值。此外，发光随机决定部(222)利用随机数决定LED亮度用PWM占空比，尤其是在存储于变量存储部(221)中的PWM占空比范围内决定PWM占空比。
PWM生成部(223)生成PWM信号，尤其是根据由发光随机决定部(222)决定的亮度即PWM占空比生成PWM信号。LED驱动部(224)利用由PWM生成部(223)生成的PWM信号对LED(100)进行驱动，尤其是根据由发光随机决定部(222)决定的点亮时间范围值的点亮区间利用PWM信号对LED(100)进行驱动。此外，在熄灭时间范围值的熄灭区间内中止PWM信号的输出。此外，附图编号230是由LED驱动部(224)进行开关控制的开关，能够是场效应晶体管(field effect transistor，FET)。即，LED驱动部(224)能够通过将PWM信号输出到FET(230)而进行开关控制的方式对LED(100)进行驱动。此外，附图编号240表示恒定电流源，起到将流过LED(100)的电流调节至一定大小的作用。
此外，通过接收部(210)接收并存储到变量存储部(221)中的限制变量还能够包括用于限制调光的调光范围变量。调光范围变量包括LED(100)的变亮时间范围值以及变暗时间范围值。变亮时间范围是点亮区间中的最初区间(变亮区间)，变暗时间范围是最后区间(变暗区间)。在上述区间内将进行调光。PWM生成部(223)按照如上所述的方式生成PWM信号，尤其是生成在变亮区间内使亮度逐渐增加并在变亮区间的结束位置达到由发光随机决定部(222)决定的亮度以及在变暗区间内使亮度逐渐减小并在变暗区间的结束位置熄灭的PWM信号。
接下来，将结合图4对上述内容进行详细的说明。图4的(a)是PWM波形，而图4的(b)是使PWM波形通过低通滤波器(low pass filter，LPF)时的波形。实际的LED(100)的亮度如图4的(b)所示。此外在图4中，A表示熄灭区间而B表示基于PWM波形的点亮区间。B能够进一步分为b1和b2以及b3，b1表示变亮区间，b2表示亮度稳定区间，b3表示变暗区间。通过如图4的(a)所示的PWM波形，能够在变亮区间内使亮度逐渐增加，在亮度稳定区间内使亮度维持在一定的水平，在变暗区间内使亮度逐渐减小，通过图4的(b)能够确认亮度维持在一定的水平。
此外，由发光随机决定部(222)随机决定的点亮时间和熄灭时间、亮度、变亮时间范围以及变暗时间范围能够在电源被供应到发光单元(10)的状态下保持不变。但是，当从控制器(320)接收到更新后的限制变量时，能够在考虑到新的限制变量的情况下重新随机决定点亮时间和熄灭时间、亮度、变亮时间范围以及变暗时间范围。此时，既能够沿用之前的随机数值，也能够生成新的随机数值使用。
图5是适用一实施例的控制单元的块图。如图5所示，控制单元(30)能够包括电源转换部(300)和发送部(310)以及控制器(320)，还能够包括用于从外部的通信终端接收由使用者输入的数据的通信部(330)。通信部(330)能够是有线通信模块或如蓝牙等无线通信模块。此外，虽未图示，控制单元(30)能够为了使用者输入而包括触摸屏或其他输入手段。电源变换部(300)能够是将商用交流电源变换成直流电源的AC/DC变换器。经过变换的直流电源将被供应到并联连接的发光单元(10)中。发送部(310)起到将通过变量设定部(321)设定的限制变量传递到发光单元(10)中的作用。通过发送部(310)发送的限制变量数据能够通过混合器(330)被混合(Mixing)到电源供应线缆中，因为数据量并不多而且并不要求较快的速度，因此能够利用通过转换器混合到DC电源中进行传送的单纯结构实现。
控制器(320)能够是微控制器。控制器(320)包括变量设定部(321)。变量设定部(321)用于对如上所述的限制变量进行设定。可进行设定的限制变量包括闪烁周期范围变量以及亮度范围变量，还能够包括调光范围变量。具体来讲，变量设定部(321)对包含于闪烁周期范围变量的点亮时间范围值以及熄灭时间范围值进行设定，对亮度范围变量即PWM占空比范围值进行设定，对包含于调光范围变量的变亮时间范围值以及变暗时间范围值进行设定。在一实施例中，变量设定部(321)能够在已存储到控制单元(30)的内部存储器中的变量组(set)中自动选择某一个变量组或根据使用者的输入选择设定限制变量。用于选择变量组的使用者输入能够通过配备于控制单元(30)中的按钮实现。例如，控制单元(30)能够配备多个按钮且各个按钮能够与特定的变量组对应。借此，使用者能够通过所需要的按钮输入选择特定的变量组。或者，用于选择变量组的使用者输入能够通过通信终端实现并通过通信部(330)接收输入数据。此外，自动选择能够按照预先设定的时间表执行。变量设定部(321)能够按照预先设定的时间表自动选择多个变量组中的一个。作为参考，各个变量组中包括闪烁周期范围变量以及亮度范围变量，还能够包括调光范围变量。
在另一实施例中，变量设定部(321)利用使用者所输入的具体的值设定限制变量。即，使用者能够输入闪烁周期限制、亮度限制、调光限制相关的范围值，变量设定部(321)能够利用使用者所输入的值设定闪烁周期范围变量和亮度范围变量以及调光范围变量。使用者输入能够通过配备于控制单元(30)中的触摸屏或其他输入手段实现，也能够通过外部的通信终端实现并通过通信部(330)进行接收。
变量设定部(321)通过发送部(310)将所设定的限制变量传递到发光单元(10)。作为参考，在图6中对限制变量表进行了例示。在变量中，记载于亮度单位中的D表示PWM波形的占空比。如上所述，能够使多个LED(100)随机发光，尤其是能够在限制闪烁周期范围以及亮度范围的情况下营造出并非单纯随机闪烁的特殊的氛围。例如，在将闪烁时间设定为约1～2秒左右并将点亮时间设定为0.05秒左右的较短时间时能够营造出如在阳光照射下闪耀的水波纹般的动态氛围，相反在将闪烁时间设定为约10秒左右的较长时间并将大部分时间设定为点亮时间而将熄灭时间设定为约0.05秒左右的较短时间时能够营造出如夜空闪烁的繁星或风中摇曳的烛光般的静态氛围。此外，还能够通过限制亮度而营造出多种不同的氛围，进而能够通过对点亮的时间以及熄灭的时间进行限制并在上述限制时间内进行调光而营造出如袅袅炊烟或雾气般的新颖的氛围。尤其是因为能够由使用者直接设定限制变量，因此能够营造出使用者所期望的氛围。
在追加的形式中，多个发光单元(10)能够分成两个以上的组构成，变量设定部(321)能够根据使用者的输入对不同的组设定不同的限制变量。为此，与图1所示的方式不同，能够通过对不同的组配备独立的电源供应线缆而对不同组的控制单元(30)和发光单元(10)进行连接。如上所述，通过对不同的组设定不同的限制变量，能够在一个随机照明装置中营造出两种以上的不同的氛围。
在上述内容中，着重地对适用本发明的较佳实施例进行了说明。具有本发明所属技术领域之一般知识的人员应能够理解，本发明能够在不脱离本发明之本质特性的范围内以变形的形态实现。因此，所公开的实施例只是为了对本发明进行说明而非限定。本发明的范围应通过权利要求书进行定义而非上述说明，且与其同等范围内的所有差异都应解释为包含在本发明的范围之内。

Claims (7)

1.一种随机照明装置，其特征在于，包括：
多个发光单元，包括发光二极管以及通过随机决定发光二极管的闪烁周期以及亮度而对发光二极管进行发光控制的发光控制部；以及，
控制单元，对发光单元的闪烁周期以及亮度的范围进行限制。
2.根据权利要求1所述的随机照明装置，其特征在于：
发光控制部，还包括：
变量存储部，对从控制单元接收到的用于限制闪烁周期的闪烁周期范围变量以及用于限制亮度的亮度范围变量进行存储；
发光随机决定部，随机决定闪烁周期以及亮度，尤其是在存储于变量存储部中的闪烁周期范围变量以及亮度范围变量所限制的闪烁周期范围以及亮度范围内随机决定闪烁周期以及亮度；
脉冲调制生成部，根据随机决定的亮度生成脉冲调制(pulse width modulation)信号；以及，
发光二极管驱动部，根据随机决定的闪烁周期的点亮区间，按照脉冲调制信号驱动发光二极管。
3.根据权利要求2所述的随机照明装置，其特征在于：
发光控制部，还包括：
变量存储部，对从控制单元接收到的用于限制闪烁周期的闪烁周期范围变量和用于限制亮度的亮度范围变量以及用于限制调光的调光范围变量进行存储；
发光随机决定部，随机决定闪烁周期以及亮度，尤其是在存储于变量存储部中的闪烁周期范围变量所限制的闪烁周期范围内随机决定闪烁周期，在存储于变量存储部中的亮度范围变量所限制的亮度范围内随机决定亮度，在存储于变量存储部中的调光范围变量所限制的变亮时间范围以及变暗时间范围内随机决定变亮时间以及变暗时间；
脉冲调制生成部，根据随机决定的亮度生成脉冲调制(pulse width modulation)信号，尤其是生成在点亮区间的变亮区间内使亮度逐渐增加并在变亮区间的结束位置达到由发光随机决定部随机决定的亮度以及在熄灭区间的变暗区间内使亮度逐渐减小并在变暗区间的结束位置熄灭的脉冲调制信号；以及，
发光二极管驱动部，根据随机决定的闪烁周期的点亮区间，按照由脉冲调制生成部生成的脉冲调制信号驱动发光二极管。
4.根据权利要求3所述的随机照明装置，其特征在于：
控制单元，还包括：
变量设定部，对使用者从预先存储的多个变量组中选择的变量组或按照预先设定的时间表自动选择的变量组即存储到变量存储部中的变量进行设定。
5.根据权利要求3所述的随机照明装置，其特征在于：
控制单元，还包括：
变量设定部，根据使用者的输入对存储到变量存储部中的变量进行设定。
6.根据权利要求5所述的随机照明装置，其特征在于：
控制单元，还包括：
通信部，与外部的通信中断进行通信；
其中，变量设定部根据通过通信部接收到的使用者输入对存储到变量存储部中的变量进行设定。
7.根据权利要求4至6所述的随机照明装置，其特征在于：
多个发光单元分成两个以上的组构成，
变量设定部根据使用者的输入对不同的组设定不同的变量。
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