CN205864796U - 一种自适应环境的灯具 - Google Patents

Abstract

一种自适应环境灯具，包括LED光源，散热组件，光线传感器，微处理器，LED驱动电路，其中，光线传感器和LED驱动电路分别与微处理器连接，LED光源与LED驱动电路连接；其特征在于，还包括：与微处理器连接的用户输入装置；以及与微处理器连接的存储装置。

Description

一种自适应环境的灯具

技术领域

本实用新型涉及照明领域，尤其涉及一种自适应环境的灯具。

背景技术

随着科技术的发展，灯具已经不再仅是一种简单的补光装置，人们开始进一步考虑灯具在健康方面对人的影响，不同的环境光条件下，所需要的光源是不一样的，研究表明，不同色温和亮度的光给人的感觉不一样，合适的光照有益于人的健康，对于保护人的视力，提高工作效率，维持人体生物周期，提高睡眠质量等都具有有益效果。

近年来，LED技术飞速发展，采用多种发光颜色的LED灯进行光源的色温和亮度调节的方式也成为现实，现市场上售卖的LED台灯有的具有调节色温和亮度的功能，但它们都只是设置几个档位，让用户从预设的几个色温和亮度中进行选择。CN203423837U公开了一种自适应环境自动调节光线的灯具，其中记载了采用光线传感器来自适应调节LED灯的亮度和色温。图1是现有技术中一种自适应环境自动调节光线的灯具的第一实施例结构方框图，如图所示，包括光源11，还包括：采集外部光线的亮度数据和色温数据的光线传感器12、根据亮度数据和色温数据生成控制信号的控制电路13、根据控制信号控制总电流的亮度调节装置14、根据控制信号控制分电流的色温调节装置15；所述光线传感器12的输出端与所述控制电路13的输入端电性连接，所述控制电路13的第一控制端和第二控制端分别与亮度调节装置14和色温调节装置15电性连接，所述亮度调节装置14的输出端与所述色温调节装置15的输入端电性连接，光源11包括多个不同颜色的LED光源。其中没有涉及根据用户个人的喜好和习惯，实现个性化设置的技术方案。

实用新型内容

一种自动感知环境光线，根据环境的光线在使用时自动提供最佳的补充光线的自适应环境自动调节光线的灯具，同时，该灯具在存储模式下还可根据当前的环境条件即用户调节的发光亮度和色温对应存储，以及用户下次在相同环境条件下作用该灯具时，直接将灯具的发光亮度和色温调节成与存储的内容一致。

为实现上述灯具，本实用新型采用以下技术方案：

一种自适应环境的灯具，包括LED光源，对LED光源散热的散热组件，采集外部光线的亮度数据和色温数据的光线传感器，对亮度数据和色温数据进行计算以生成控制信号的微处理器，根据所述处理器输出的控制信号生成流经LED光源的电流的LED驱动电路，光线传感器和LED驱动电路分别与微处理器连接，LED光源与LED驱动电路连接；其特征在于，还包括：与微处理器连接的用于进行亮度和色温调节的用户输入装置；以及与微处理器连接的用于存储环境光信息和LED光源的发光亮度及色温数据对应关系的存储装置。

其中，所述LED光源包括红色LED光源、绿色LED光源以及蓝色LED光源。

其中，所述LED光源包括红色LED光源、绿色LED光源、蓝色LED光源以及白色LED光源。

其中，所述LED光源包括红色LED光源、蓝色LED光源以及白色LED光源。

其中，所述光线传感器为RGB传感器，所述光线传感器设置于灯具上背向光源发光的一侧。

其中，所述用户输入装置为可旋转按钮。

其中，所述用户输入装置为触摸屏。

其中，所述LED驱动电路为脉宽调制电路PWM。

通过在灯具中添加光线传感器采集环境光数据，针对环境光数据生成控制信号，LED光源响应控制信号后使得灯具的光源达到最佳的采光条件，该灯具通过自动匹配环境采光条件，调节灯具的发光亮度和色温，以达到保护人的视力，提高工作效率的目的。同时，本实用新型通过个性化设置还能按照用户的个人习惯根据环境光条件自动调节至具有用户偏好的发光条件，方便用户使用。

附图说明

图1：现有技术的自适应环境自动调节光线的灯具的方框图；

图2：本实用新型的一种自适应环境的灯具的实施例结构示意图；

图3：自适应环境灯具设置的流程图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

图2是本实用新型一种自适应环境灯具的实施例结构示意图。如图所示，本实用新型公开的自适应环境灯具包括LED光源26，LED驱动电路25，微处理器21，光线传感器22，用户输入装置23，存储装置24以及散热组件(图中未示出)。光线传感器22、用户输入装置23及存储装置24分别与微处理器21电性连接，LED驱动电路25分别与微处理器21和LED光源26电性连接，从微处理器21接收控制信号，输出变化的电流至LED光源26，控制LED光源26的发光亮度和色温。

本实用新型公开的自适应环境个性化灯具有两个工作模式，存储模式和应用模式。当用户首次使用该个性化灯具或者对该个性化灯具个性化设置进行更改时，使用存储模式，此时，用户可以通过输入装置对LED光源26的发光亮度及色温进行调节，当调节完成时，微处理器21将用户调节的LED光源26的发光亮度和色温数据存储于存储装置24的查找表中，同时将此时的光线传感器22采集的数据经微处理器21计算得到的环境光亮度和色温存储于存储装置24的查找表中，环境光亮度和色温数据与LED光源26发光亮度与色温数据对应存储，形成查找表中的一组数据，以在后续使用中通过环境光亮度和色温数据能方便查找到对应的LED光源26的发光亮度和色温数据。

其中LED光源26的亮度和色温数据可以由多个不同颜色的LED灯的PWM调制信号占空比表示。用户可以根据实际需要在多个不同环境光条件下调节适应本人的LED灯26的发光亮度和色温，并一一存储于存储装置24中。在应用模式时，用户可以通过输入装置打开该个性化灯具并选择应用模式，微处理器21可自动根据当前感测的环境光的数据在存储装置的查找表中查找对应的灯具发光亮度和色温数据，或者是对应每个LED灯的PWM调制信号占空比，并根据其驱动LED光源26发光；用户也可设置定时开关灯以及设置环境光低于某一阈值时自动开灯，或者设置环境光高于另一阈值时自动开灯。用户还可以结合时间、季节、环境光等因素设置自动开关灯条件。

光线传感器22为RGB传感器；可以感测环境光中RGB各分量大小，采集相应数据，生成R、G、B三路信号，并对应输出三路电压。为了减小LED光源26对于环境光信息的干扰，光线传感器22可安装于灯具背向LED光源26发光的一侧。

微处理器21接收光线传感器22输出的三路R、G、B信号，对三路信号进行分析，获得当前环境光的强度和色温，或者直接将R、G、B信号作为强度和色温信号。在当前模式为存储模式时，微处理器根据用户在用户输入装置23输入的信息调节各颜色LED灯PWM调制信号的占空比，当用户调节完成，获得理想的LED发光光线，存储装置24将从光线传感器22获得的当前环境光信息与LED发光亮度和色温以查找表等方式对应存储起来，以便在应用模式时为LED灯提供发光依据。在当前模式为应用模式时，微处理器可以根据光线传感器22采集到的信号，获得当前环境光的信息，并根据存储装置24中存储的环境光信息与PWM调制信号占空比的对应关系，得到PWM信号的占空比，并在输出端口按该占空比输出PWM调制信号至LED驱动电路25。微处理器可包括多个PWM调制信号输出端口，对应多个不同的LED灯。

输入装置23可以为旋转按钮或触摸屏等多种形式的输入装置。输入装置23可为用户提供多个模式的选择。在用户选择了存储模式时，输入装置23还可以提供对LED光源26的发光的亮度和/或色温的控制，现有技术中各控制方式都可在此应用，如采用不同的旋转按钮对应亮度和色温的调节，可者采用触摸屏分别对亮度和色温进行控制，以及采用类似调色板的触摸屏的二维屏幕中直接进行选择实现亮度和温的控制等方式。当用户选择了应用模式后，可不再选择对于LED光源26的亮度和色温进行控制，而是由微处理器21根据当前环境光信息和存储于存储装置26中的环境光信息与LED光源26的发光亮度和色温的对应关系输出PWM信号至LED驱动电路25，由其驱动LED光源26发光。

存储装置24用于存储环境光信息与LED光源26的发光亮度和色温的对应信息，其中环境光信息与LED光源26的发光亮度和色温的对应关系来源于用户经验，也就是说，当用户处于某一环境光的条件下，手动调节了LED光源26的发光亮度和色温，直到LED光源26的发光光线满足用户的需求，存储装置24可将此时的环境光信息和用户满意的LED光源26的发光亮度和色温以配对方式存储于存储装置24，该配对方式可以采用查找表等已知的形式。当用户选择应用模式时，微处理器21可根据环境光信息在存储装置24中进行查找，当找到对应的环境光信息时，根据与该对应的环境光信息匹配的LED光源26发光亮度和色温存储信息，获得PWM调制信号占空比。这样，通过存储环境光信息和LED光源26的发光亮度和色温的对应关系，并在需要时选择根据该存储信息来控制光源发光，这能实现用户的个性化设置，而不是任何人在任何时候打开灯具时都按同一发光亮度进行发光，或者用户手动在几种发光亮度之中进行选择。

LED驱动装置25分别连接微处理器21和LED光源26，从微处理器21接收PWM脉宽调制信号，输出具有额定电流值的驱动信号，驱动装置25输出的电流脉宽调制信号，其占空比与微处理器21输出的PWM脉宽调制信号的占空比相同。该电流脉冲调制信号的电流脉冲幅度保护不变，通过改变占空比来调节一周期内电流的输出时间达到调节输出功率的效果。驱动装置25将上述电流脉宽调制信号输出至LED光源26，控制LED光源26的发光亮度。

LED光源26可包括多个LED灯，这些LED灯可包含多种颜色，LED光源26可由但不限于下述LED灯的组合形式来实现：LED光源26包括红色LED光源、绿色LED光源以及蓝色LED光源；所述LED光源26包括红色LED光源、绿色LED光源、蓝色LED光源以及白色LED光源；所述LED光源包括红色LED光源、蓝色LED光源以及白色LED光源。在进行发光亮度和色温控制时，可分别控制不同颜色的LED发光亮度，来实现整体的LED光源26的发光亮度和色温的控制。关于各颜色LED灯的发光亮度与整体LED光源26的发光亮度和色温的对应关系，可依据色度学原理，比如基于色品图获得。

由于LED灯在发光时会产生大量的热量，因此，可在LED光源26的上增加散热部件，所述散热部件可由常见散热鳍片组成，也可采用导热材料，表面涂覆导热漆或采用风扇等形式进行散热。

图3是本实用新型的自适应环境灯具设置的流程图。本实用新型的自适应环境灯具可根据不同用户的感觉设定不同的灯具发光亮度及色温，这一发光亮度和色温信息可存储于灯具中，当下次用户使用灯具时，可自动确定灯具的发光亮度及色温，这一自动确定的发光亮度和色温是灯具根据使用时的环境光的亮度和色温来确定的，当微处理器确定了上述环境光的亮度和色温，便从存在装置中查找是否有对应的环境光信息，若存在该信息，读取该环境光信息对应的LED光源26发光信息，产生控制信息，输出至LED驱动装置25，由其产生对应的电流PWM调制信号，控制LED光源发光。

下面根据图3所示的流程对本实用新型的自适应环境灯具的设置和使用流程进行描述。

在步骤S1中，用户输入灯具的工作模式，所述工作模式包括存储模式和应用模式；

在步骤S2中，微处理器21对输入的工作模式进行判断，明确输入的工作模式为哪种工作模式，若为存储模式，则转向步骤S3，若不是存储模式，则为应用模式，转向步骤S8；

在步骤S3中，微处理器21接收输入装置23的亮度调节信息，该亮度调节信息包含了LED光源26发光的亮度和色温信息，该信息可使用两个不同的旋转按钮来进行输入控制，也可采用触摸屏上直接显示调色板，用户直接对亮度和色温对应的显示进行选择，微处理器21接收到上述调节信号后，根据预先设置的输入信息与控制信号的对应关系，输出控制信息，其中输入信号最小时对应控制信号为0，LED光源26不发光，当输入信号最大时，对应控制信号使得LED光源26的发光亮度最大，当输入信号为中间值时，举例进行说明，无论输入装置23输入信号的方式为哪一种，都可根据色度学原理，将用户选择的发光强度用R、G、B信号灰度进行表示，其中R、G、B信号可分别为0～256级，对应的LED光源26的各颜色的LED灯的发光亮度分别为0～256级，当输入信号最小时，各LED灯不发光，亮度为0，当输入信号最大时，各颜色LED灯发光亮度为最大，即R、G、B分量都为256，当LED光源26使用的LED灯不是红、绿、蓝三种颜色组合时，可根据实际采用的颜色组合，通过色品图转换的形式确定各LED灯发光亮度以使LED光源26整体发光亮度和色温与输入信号基本一致，微处理器21接收的信号为数字信号，并以合适的周期对该数字信号输入端口进行读取，完成当前周期数据读取后转步骤S4；

在步骤S4中，微处理器26根据输入装置23输入的亮度调节信息生成控制信号输出至LED驱动装置25，该控制信号为脉宽调制PWM信号，微控制器26根据上述亮度调节信息确定脉宽调制PWM信号的占空比，不同的占空比对应LED灯的不同的发光亮度，其中输出的PWM信号个数与LED光源26包含的不同种类的LED灯的种类个数相同；

在步骤S5中，微处理器26对输入装置23的输入信息进行判断，确定亮度调节是否结束，判断方式可以例如是输入装置23在亮度调节结束时向微处理器26发出一个亮度调节结束信号，当微处理器26接收到该信号时判断为亮度调节结束，也可采用微处理器26对输入装置23的输入信息进行监测，当超出一预定的时间阈值的时长内未接收到输入装置23的输入信息时确定为亮度调节结束，当判断为亮度调节未结束时，微处理器26转步骤S3继续接收输入装置23输入的亮度调节信息，并输出控制信号以使各LED灯对应发光，当判断为亮度调节结束时，执行步骤S6，其中步骤S5可与步骤S4并行执行，也可在步骤S4之后进行，前提是不会因此丢失输入装置23的输入信息；

在步骤S6中，当判断亮度调节信息输入结束后，此时认为当前LED光源26的发光亮度和色温为当前环境下用户满意的发光状态，可将当前环境光信息和LED光源26中各LED灯发光信息对应存储以使后继使用中遇到相同的环境条件时，LED光源26发光效果与当前设定的效果一致，为了存储上述信息，微处理器21接收光线传感器22的传感数据，该数据可为RGB数据，或将其它形式的数据转换为RGB数据，转换方式可任意已知方式，完成数据接收后转步骤S7；

在步骤S7中，对上述RGB数据进行处理，得到整体亮度值和整体色温值，将上述RGB数据、整体亮度值及整体色温值与各LED灯发光亮度值对应存储，以备后继使用，实现用户的个性化设置；

在步骤S8中，此时用户选择的是应用模式，在此模式下，用户利用之前存储的信息来实现LED光源26的发光亮度和色温的控制，在本步骤中，微处理器21接收环境光信号，然后转而执行步骤S9；

在步骤S9中，微处理器21根据接收到的环境光信号，在存储装置24中查找与上述环境光信号RGB数据完全一致的数据，并读取与之对应存储的各LED灯发光信息，转步骤S10，当未查找到完全一致的信息时，计算当前环境光的整体亮度值和整体色温值，在设定的阈值范围内查找与当前环境光的亮度值和色温值相近的条件，如将亮度阈值设为5，在存储装置24中查找与环境光的亮度值之差的绝对值最小并且该差的绝对值小于5的已存储的整体亮度值，若查找到符合上述条件的整体亮度值，将上述符合条件的整体亮度值对应的整体色温值与当前环境光的整体色温值进行比较，若两者之将的绝对值小于50，则读取上述符合整体亮度值的数据对应的各LED灯发光信息，否则不读取任何数据，转步骤S10；

在步骤S10中，判断是否找到并读取了合适的LED灯发光信息，若已读取到合适的LED灯发光信息，转步骤S11，若否，转步骤S12；

在步骤S11中，根据上述各LED灯发光信息输出控制信号至LED驱动装置25，由LED驱动装置25驱动各LED灯发光。

在步骤S12中，在找不到合适的各LED灯发光信息前提下，提示用户更改至存储模式，手动调节LED灯发光状态并存储以备后继使用，提示方法可为声音、显示器等已知方法。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种自适应环境灯具，包括LED光源，散热组件，采集外部光线的亮度数据和色温数据的光线传感器，微处理器，LED驱动电路，其中，光线传感器和LED驱动电路分别与微处理器连接，LED光源与LED驱动电路连接；其特征在于，还包括：与微处理器连接的用户输入装置；以及与微处理器连接的对应存储环境光亮度和色温数据与LED光源发光亮度与色温数据的存储装置。

2.如权利要求1所述的自适应环境灯具，其特征在于所述LED光源包括红色LED光源、绿色LED光源以及蓝色LED光源。

3.如权利要求1所述的自适应环境灯具，其特征在于所述LED光源包括红色LED光源、绿色LED光源、蓝色LED光源以及白色LED光源。

4.如权利要求1所述的自适应环境灯具，其特征在于所述LED光源包括红色LED光源、蓝色LED光源以及白色LED光源。

5.如权利要求1所述的自适应环境灯具，其特征在于所述光线传感器为RGB传感器，所述光线传感器设置于灯具上背向光源发光的一侧。

6.如权利要求1所述的自适应环境灯具，其特征在于所述用户输入装置为可旋转按钮。

7.如权利要求1所述的自适应环境灯具，其特征在于所述用户输入装置为触摸屏。

8.如权利要求1所述的自适应环境灯具，其特征在于所述LED驱动电路为脉宽调制电路PWM。