CN110894836B - 发光风扇单元以及发光控制方法 - Google Patents

Abstract

一种发光风扇模块、发光风扇单元以及发光控制方法，发光风扇模块包括一风扇本体、一发光元件以及一控制单元。风扇本体具有一转动周期信息。发光元件配置于风扇本体上。当风扇本体旋转时，发光元件的移动轨迹形成一封闭区域，且封闭区域具有多个分区。控制单元电性连接于发光元件。控制单元依据转动周期信息产生多个灯效控制信号。当发光元件通过这些分区时，控制单元依序传递对应的灯效控制信号至发光元件，以形成多种发光模式。此外，一种发光风扇单元以及一种发光控制方法亦被提出。

Description

发光风扇单元以及发光控制方法

技术领域

本发明涉及一种风扇模块、风扇单元以及控制方法，且特别涉及一种发光风扇模块、发光风扇单元以及发光控制方法。

背景技术

发光二极管具有诸如寿命长、体积小、高抗震性、低热产生及低功率消耗等优点，因此已被广泛应用于家用及各种设备中的指示器或光源。近年来，发光二极管已朝高功率发展，因此其应用领域已扩展至道路照明、大型户外看板、交通号志灯或是装饰用灯具的光源。

然而，目前用于例如是台式电脑的电子装置内的装饰灯效，需要采用多个发光二极管及搭配相应的控制器才能形成全彩的灯效。并且，藉此形成的灯效的变化有限，产品成本也相对高昂。

发明内容

有鉴于上述现有技术的问题，本发明的目的之一在于提供一种发光风扇模块，能提供多种灯效，且成本低廉。

本发明的另一目的在于提供一种发光风扇单元，能提供多种灯效，且成本低廉。

本发明的再一目的在于提供一种发光控制方法，能用以提供多种灯效。

本发明提供的一种发光风扇模块，包括一风扇本体、一发光元件以及一控制单元。风扇本体具有一转动周期信息。发光元件配置于风扇本体上。当风扇本体旋转时，发光元件的移动轨迹形成一封闭区域，且封闭区域具有多个分区。控制单元电性连接于发光元件。控制单元依据风扇本体的转动周期信息产生多个灯效控制信号，且这些灯效控制信号分别与封闭区域的这些分区对应，当发光元件通过封闭区域的这些分区时，控制单元依序传递对应的灯效控制信号至发光元件，以在封闭区域的这些分区上形成多种发光模式。

本发明提供的一种发光风扇单元，包括多个前述的发光风扇模块，其中这些发光风扇模块的发光模式彼此对应，以使这些发光风扇模块能形成多种复合发光模式。

本发明提供的一种发光控制方法，适用于至少一发光风扇模块，其中各发光风扇模块包括一风扇以及一配置于风扇本体上的发光元件，且发光控制方法包括下列步骤。依据风扇本体的一转动周期信息产生多个灯效控制信号，其中当风扇本体旋转时，发光元件的移动轨迹形成一封闭区域，封闭区域具有多个分区，且这些灯效控制信号分别与封闭区域的这些分区对应。当发光元件通过封闭区域的这些分区时，依序传递对应的这些灯效控制信号至发光元件，以在封闭区域的这些分区上形成多种发光模式。

基于上述，本发明的实施例的发光风扇模块与发光风扇单元藉由获取风扇本体的转动周期信息而产生多个灯效控制信号。如此，利用发光元件的残影，将能使发光元件的移动轨迹产生出多个分区，且每一分区能够显示不同的灯效，进而形成多种发光模式。此外，本发明的实施例的发光风扇模块与发光风扇单元藉由霍尔元件的配置，可进一步获取发光元件的位置信息，而使不同的发光风扇模块可互相搭配，进而形成多种复合发光模式。此外，本发明的实施例的发光控制方法，能简易地控制发光风扇模块与发光风扇单元，而使发光风扇模块与发光风扇单元具有多种发光模式或多种复合发光模式。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1A是本发明一实施例的一种发光风扇模块的方框图；

图1B是图1A的发光风扇模块的外观示意图；

图1C是图1A的连接器与风扇本体的连接示意图；

图1D是图1A的风扇本体转动时的转动周期信息的波形示意图；

图1E是图1A的一种发光风扇模块的转子示意图；

图1F是图1A的一种发光风扇模块的定子示意图；

图1G是图1A的发光元件在风扇本体转动时形成的移动轨迹的示意图；

图2是本发明一实施例的一种发光控制方法的流程图；

图3A是本发明的一实施例的另一种发光风扇模块的转子示意图；

图3B是本发明的一实施例的另一种发光风扇模块的定子示意图；

图3C是图3A与图3B的发光风扇模块的方框图

图4A是图3A的发光风扇模块的发光元件在风扇本体转动前后的停止位置改变示意图；

图4B是图3A的风扇本体转动时的转动周期信息的波形示意图；

图4C是图3A的发光风扇模块的发光元件在风扇本体转动时形成的移动轨迹的示意图；

图5A是本发明的一实施例的一种发光风扇单元的各风扇本体转动时的转动周期信息的波形示意图；

图5B是图5A的发光风扇单元的示意图。

其中，附图标记

100、200、200a、200b、200c：发光风扇模块

110：风扇本体

120：发光元件

130：控制单元

140：定子

150：转子

160：连接器

170：第一磁性元件

180：第一霍尔元件

270：第二磁性元件

280：第二霍尔元件

300：发光风扇单元

ES1、ES2：电性信号

ER：封闭区域

FG：转速检测针脚

LC：灯效控制信号

O、Oa、Ob、Oc：位置原点

Ot：时间原点

PN：脚位

SR1、SR2、SR3、SR4、SRn：分区

S110、S120、S130：步骤

T1、T2、T3、T4：时间区段

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

图1A是本发明一实施例的一种发光风扇模块的方框图。图1B是图1A的发光风扇模块的外观示意图。图1C是图1A的连接器与风扇本体的连接示意图。图1D是图1A的风扇本体转动时的转动周期信息的波形示意图。图1E是图1A的一种发光风扇模块的转子示意图。图1F是图1A的一种发光风扇模块的定子示意图。图1G是图1A的发光元件在风扇本体转动时形成的移动轨迹的示意图。请参照图1A与图1B，发光风扇模块100适用于一电子装置。发光风扇模块100包括一风扇本体110、一发光元件120以及一控制单元130。举例而言，在本实施例中，电子装置可为桌上型电脑，而发光风扇模块100可安装于电子装置的机壳(未绘示)上。此外，在本实施例中，发光元件120为一全彩发光二极管，控制单元130为微控制器(MicroController Unit，MCU)，但本发明不以此为限。

具体而言，如图1B所示，在本实施例中，发光风扇模块100还包括一定子140以及一转子150，转子150配置于定子140上，且能相对于定子140自由旋转。如此，当转子150旋转时，将会带动风扇本体110旋转，而使风扇本体110产生一转速信号。

进一步而言，如图1A、图1C与图1D所示，在本实施例中，风扇本体110具有多个脚位PN，且发光风扇模块100还包括一连接器160，电性连接于该控制单元130。如图1C所示，在本实施例中，连接器160具有一转速检测针脚FG，且风扇本体110的其中一脚位PN与转速检测针脚FG电性连接。如此，如图1A与图1D所示，在本实施例中，控制单元130可获取转速检测针脚FG的电性信号ES1，并依据转速检测针脚FG的电性信号ES1，获得风扇本体110的一转速信号，以获得风扇本体110的转动周期信息。

举例而言，如图1E与图1F所示，在本实施例中，发光风扇模块100还包括一第一磁性元件170以及一第一霍尔元件180。在本实施例中，第一磁性元件170配置于转子150上，第一霍尔元件180配置于定子140上，并电性连接至转速检测针脚FG与控制单元130。在本实施例中，第一磁性元件170例如可为具有多个磁极的磁环。

如此，当风扇本体110旋转，转子150就会带动第一磁性元件170相对于第一霍尔元件180旋转。由于第一磁性元件170相对于第一霍尔元件180旋转，因而也会使得通过第一霍尔元件180的磁极产生交错变化。第一霍尔元件180因而会相应地输出高低交错变化的信号(即转速信号)至转速检测针脚FG，进而产生转速检测针脚FG的电性信号ES1。如此，如图1D所示，在本实施例中，发光风扇模块100可藉由转速检测针脚FG的电性信号ES1，而使控制单元130获得风扇本体110的转速信号，并藉此获得风扇本体110的转动周期信息。

另一方面，如图1B所示，在本实施例中，发光元件120配置于风扇本体110上，因此，如图1G所示，在本实施例中，当风扇本体110旋转时，发光元件120的移动轨迹形成一封闭区域ER，且封闭区域ER具有多个分区SR1、SR2、…、SRn。

以下将搭配图2来针对发光风扇模块100如何使封闭区域ER的多个分区SR1、SR2、…、SRn具有多种发光模式的流程进行进一步地解说。

图2是本发明一实施例的一种发光控制方法的流程图。举例而言，图1A所示的发光风扇模块100可用以执行图2的发光控制方法，以使发光风扇模块100具有多种发光模式，但本发明不以此为限。

具体而言，如图1A与图2所示，控制单元130电性连接于发光元件120，而可用以执行步骤S110，依据风扇本体110的转动周期信息产生多个灯效控制信号LC，其中这些灯效控制信号LC分别与封闭区域ER的这些分区SR1、SR2、…、SRn对应。举例而言，控制单元130在取得了风扇本体110的转动周期信息后，即可依据这些分区SR1、SR2、…、SRn的数量需求算出发光元件120经过这些分区SR1、SR2、…、SRn的所需时间。例如：若风扇本体110的转速为每分钟3600转，而分区SR1、SR2、…、SRn的数量为8，如此，发光元件120经过每一分区SR1、SR2、…、SRn的时间为1/480秒。而控制单元130即可据此产生对应的灯效控制信号LC。

接着，如图2所示，控制单元130可执行步骤S120，当发光元件120通过封闭区域ER的这些分区SR1、SR2、…、SRn时，依序传递对应的灯效控制信号LC至发光元件120。举例而言，这些灯效控制信号LC可控制发光元件120产生不同的发光效果，例如控制发光元件120在分区SR1～SRn分别显示不同颜色、在分区SR1～SRn产生跑马灯的效果、让分区SR1～SRn产生渐层颜色的效果、呼吸灯效、闪烁灯效…等。藉此，控制单元130即可控制发光元件120在经过这些分区SR1、SR2、…、SRn时产生各种灯效。并且由于视觉暂留原理，灯效控制信号LC可让这些灯效在人眼中，像是同时出现或依序出现的。如此，如图1G与图2所示，即可完成步骤S130，使发光风扇模块100在封闭区域ER的这些分区SR1、SR2、…、SRn上形成多种发光模式。

在前述的实施例中，风扇本体110的转动周期信息虽以藉由转速检测针脚FG的电性信号ES1而获得的方式为例示，但本发明不以此为限。在其他的实施例中，风扇本体110的转动周期信息亦可藉由其他的方式来获得。以下将另举部分实施例作为说明。

图3A是本发明的一实施例的另一种发光风扇模块的转子示意图。图3B是本发明的一实施例的另一种发光风扇模块的定子示意图。图3C是图3A与图3B的发光风扇模块的方框图。请参照图3A与图3B，本实施例的发光风扇模块200与图1A的发光风扇模块100类似，而两者的差异如下所述。在本实施例中，发光风扇模块200还包括一第二磁性元件270以及一第二霍尔元件280。如图3A与图3B所示，在本实施例中，第二磁性元件270配置于转子150上，第二霍尔元件280配置于定子140上，并电性连接至连接器160的另一转速检测针脚FG，以输出相关信号。在本实施例中，磁性元件270例如可为磁粉、磁性贴纸等等。举例而言，在本实施例中，第二磁性元件270的设置位置为只要能在风扇本体110旋转时，第二霍尔元件280能感应到第二磁性元件270，且不干扰第一霍尔元件180的位置即可，本发明不以此为限。

如此，当风扇本体110旋转时，转子150就会带动第二磁性元件270相对于第二霍尔元件280旋转，因而会使得第二霍尔元件280也由于磁场变化，而输出不同的波形信号至连接器160的另一转速检测针脚FG，进而产生电性信号ES2。如此，如图3C所示，在本实施例中，控制单元130亦可藉由检测霍尔元件280而致的电性信号ES2，以获得风扇本体110的转速信号，而亦可藉此得知风扇本体110的转动周期信息。

并且，在本实施例中，藉由第二磁性元件270及第二霍尔元件280的设置位置，控制单元130更可获得关于发光元件120的位置信息。以下将搭配图4A、图4B与图4C进行进一步解说。

以四个分区为例，图4A是图3A的发光风扇模块的发光元件在风扇本体转动前后的停止位置改变示意图，图4B是图3A的风扇本体转动时的转动周期信息的波形示意图，图4C是图3A的发光风扇模块的发光元件在风扇本体转动时形成的移动轨迹的示意图。如图4A所示，在本实施例中，由于发光元件120每次转动后的停止位置不同，因此会使得每个分区SR1、SR2、SR3及SR4的位置产生改变。因此，若要固定各发光模式的灯效显示位置的话，就须取得发光元件120的位置信息。

举例而言，在第二霍尔元件280的设置位置为固定且发光元件120及第二磁性元件270的相对位置为已知的情形下，只要取得第二磁性元件270经过第二霍尔元件280的间隔时间，即可得知发光元件120的位置信息。

具体而言，如图4A所示，控制单元130以磁性元件270经过霍尔元件280时的波形变化处为参考时间原点Ot，对应此时的发光元件120的位置原点O。并且，控制单元130可再根据分区的数量得到发光元件120经过这些分区SR1、SR2、SR3及SR4的所需时间，并在对应前述分区的时间区段T1、T2、T3、T4中分别传递对应的灯效控制信号LC至发光元件120。

如此，如图4B所示，即可控制发光元件120的发光起始位置(即参考位置原点O)以及发光起始时间点(即参考时间原点Ot)，再进行各种发光模式的控制，而能固定发光风扇模块200在各发光模式下的各分区SR1、SR2、SR3及SR4的灯效显示位置。

图5A是本发明的一实施例的一种发光风扇单元的各风扇本体转动时的转动周期信息的波形示意图。图5B是图5A的发光风扇单元的示意图。如图5A与图5B所示，在本实施例中，发光风扇单元300包括多个发光风扇模块200a、200b、200c，其中这些发光风扇模块200a、200b、200c的发光模式彼此对应。然而，由于各发光风扇模块200a、200b、200c的发光元件于转动后的停止位置可能不一致，因此，在本实施例中，各发光风扇模块200a、200b、200c的参考时间原点Ot的设定则须再考虑各发光风扇模块200a、200b、200c的波形变化处的时间差。

举例而言，如图5A与图5B所示，各发光风扇模块200a、200b、200c的发光元件于先前转动后的停止位置可能不一致，因此在开始转动后各发光风扇模块的第二磁性元件经过第二霍尔元件的时间点也可能不一致。控制单元130可设定其中一发光风扇模块200a的第二磁性元件(未绘示)经过第二霍尔元件(未绘示)时的波形变化处为参考时间原点Ot，即相当于各发光风扇模块200a、200b、200c的参考位置原点Oa、Ob、Oc。接着取得其中一发光风扇模块200a的第二磁性元件(未绘示)经过第二霍尔元件(未绘示)时的间隔时间。并且，控制单元130可依据此一参考时间原点Ot与各发光风扇模块200a、200b、200c的波形变化处的时间差以及各发光元件经过这些分区SR1、SR2、…、SRn的所需时间，并藉此在时间区段T1、T2、T3、T4中分别传递对应的灯效控制信号LC至各发光元件。

如此，如图5B所示，发光风扇模块200a、200b、200c即可藉由其中的霍尔元件(未绘示)来达到定位以及固定各发光模式的灯效显示位置的效果，因此，在多个发光风扇模块200a、200b、200c一起运转时，就能藉由调变这些发光风扇模块200a、200b、200c的发光模式，而使形成多种复合发光模式的组合，而达到各种所需的灯光装饰效果。

综上所述，本发明的实施例的发光风扇模块与发光风扇单元藉由获取风扇本体的转动周期信息而产生多个灯效控制信号。如此，利用发光元件的残影，将能使发光元件的移动轨迹产生出多个分区，且每一分区能够显示不同的灯效，进而形成多种发光模式。此外，本发明的实施例的发光风扇模块与发光风扇单元藉由霍尔元件的配置，可进一步获取发光元件的位置信息，而使不同的发光风扇模块可互相搭配，进而形成多种复合发光模式。此外，本发明的实施例的发光控制方法，能简易地控制发光风扇模块与发光风扇单元，而使发光风扇模块与发光风扇单元具有多种发光模式或多种复合发光模式。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种发光风扇单元，包括多个发光风扇模块，该发光风扇模块包括一定子以及一转子，该转子配置于该定子上且能相对于该定子自由旋转，其特征在于，该发光风扇模块还包括：

一风扇本体，具有一转动周期信息；

一发光元件，配置于该风扇本体上，其中当该风扇本体旋转时，该发光元件的移动轨迹形成一封闭区域，且该封闭区域具有多个分区；

一控制单元，电性连接于该发光元件，其中该控制单元依据该风扇本体的该转动周期信息产生多个灯效控制信号，且该些灯效控制信号分别与该封闭区域的该些分区对应，当该发光元件通过该封闭区域的该些分区时，该控制单元依序传递对应的该些灯效控制信号至该发光元件，以在该封闭区域的该些分区上形成多种发光模式；

一第一磁性元件与一第二磁性元件，配置于该转子上；以及

一第一霍尔元件与一第二霍尔元件，配置于该定子上，并电性连接该控制单元，该第二磁性元件设置在能使该第二霍尔元件感应，且不干扰该第一霍尔元件的位置上，该控制单元检测该第一霍尔元件与该第二霍尔元件的电性信号，以获得该风扇本体的该转动周期信息；

其中，控制单元设定其中一发光风扇模块的第二磁性元件经过第二霍尔元件时的波形变化处为参考时间原点，并取得该其中一发光风扇模块的第二磁性元件经过第二霍尔元件时的间隔时间，控制单元可依据该参考时间原点与各发光风扇模块的波形变化处的时间差以及各发光元件经过分区的所需时间，并藉此在对应分区的时间区段中分别传递对应的灯效控制信号至各发光元件，该些发光风扇模块的该些发光模式彼此对应，以使该些发光风扇模块能形成多种复合发光模式。

2.根据权利要求1所述的发光风扇单元，其特征在于，该风扇本体具有多个脚位，且该发光风扇模块还包括：

一连接器，电性连接于该控制单元，其中该连接器具有一转速检测针脚，且该风扇本体的其中一该脚位与该转速检测针脚电性连接，该控制单元依据该转速检测针脚的电性信号，获得该风扇本体的一转速信号，以获得该风扇本体的该转动周期信息。

3.根据权利要求1所述的发光风扇单元，其特征在于，该发光元件为一全彩发光二极管。

4.一种发光控制方法，适用于一发光风扇单元，该发光风扇单元包括多个发光风扇模块，其中该发光风扇模块包括一风扇以及一配置于该风扇本体上的发光元件，其特征在于，该发光控制方法包括：

依据该风扇本体的一转动周期信息产生多个灯效控制信号，其中当该风扇本体旋转时，该发光元件的移动轨迹形成一封闭区域，该封闭区域具有多个分区，且该些灯效控制信号分别与该封闭区域的该些分区对应；以及

当该发光元件通过该封闭区域的该些分区时，依序传递对应的该些灯效控制信号至该发光元件，以在该封闭区域的该些分区上形成多种发光模式；

其中，获得该风扇本体的该转动周期信息的方法包括：

提供一第一霍尔元件以及一第一磁性元件，其中当该风扇本体旋转时，带动该第一磁性元件相对于该第一霍尔元件旋转；

检测该第一霍尔元件的电性信号，以获得该风扇本体的该转动周期信息；

提供一第二霍尔元件以及一第二磁性元件，其中当该风扇本体旋转时，带动该第二磁性元件相对于该第二霍尔元件旋转，且该第二磁性元件设置在能使该第二霍尔元件感应，且不干扰该第一霍尔元件的位置上；以及

检测该第二霍尔元件的电性信号，以获得该风扇本体的该转动周期信息；

设定其中一发光风扇模块的第二磁性元件经过第二霍尔元件时的波形变化处为参考时间原点，并取得该其中一发光风扇模块的第二磁性元件经过第二霍尔元件时的间隔时间，依据该参考时间原点与各发光风扇模块的波形变化处的时间差以及各发光元件经过分区的所需时间，并藉此在对应分区的时间区段中分别传递对应的灯效控制信号至各发光元件，且该些发光风扇模块的该些发光模式彼此对应，以使该些发光风扇模块能形成多种复合发光模式。

5.根据权利要求4所述的发光控制方法，其特征在于，获得该风扇本体的该转动周期信息的方法包括：

使该风扇本体的一脚位与一连接器上的一转速检测针脚电性连接；以及

依据该转速检测针脚的电性信号，获得该风扇本体的一转速信号，以获得该风扇本体的该转动周期信息。

6.根据权利要求4所述的发光控制方法，其特征在于，该发光元件为一全彩发光二极管。

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