TW201317494A - 可適用於高溫環境及可長距偵測之智能led燈泡/燈具 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種可適用於高溫環境及可長距偵測之智能LED燈泡/燈具，其包含一燈座、一LED基板、一燈罩、及一紅外線感應裝置。LED基板上設有數個LED，燈罩結合在該燈座的一開口且燈罩上設有一弧型菲涅爾透鏡。紅外線感應裝置設在燈座內部且包含一感光斷電、環境無光時啟動微光、及紅外線偵測移動物體時啟動100%全光之感應模組。該感應模組可偵測外界環境的明亮程度及偵測外界環境的物體移動。如外界環境之光線充足時，LED不發光；當外界環境之光線不足且沒有偵測到移動物體時，LED會發射預設比例之微光；當外界環境之光線不足且偵測到有移動物體時，LED會發射全光。該感應模組可透過該弧型菲涅爾透鏡來達成長距偵測的效果。

Description

可適用於高溫環境及可長距偵測之智能LED燈泡/燈具

本發明關於一種極省電之LED燈，特別關於一種可適用於高溫環境及可長距偵測之智能與節能的LED燈管、燈泡、或燈具。

球形紅外線偵測器（例如類比式紅外線偵測器，PIR）已有約20年的使用歷史。早期的紅外線偵測器係獨立設置且與燈具線路串聯來結合，而目前一般的紅外線偵測器已發展到與LED燈具結合為一體，並附加有在無人時發射微光（例如30%）、在有人行到偵測範圍時發射100%光、及在人走後有回復微光的偵測系統，達成節省大量電力、及可提高人身安全以免被歹徒侵襲的效果。

然而，傳統的球形紅外線偵測器搭配傳統紅外線偵測系統，仍具有下列缺點：

（1）傳統球形紅外線偵測器（PIR）之偵測系統僅能偵測約3-4公尺的距離，因而，燈具懸掛之高度只能侷限在3-4公尺；球形紅外線偵測器（PIR）構設的燈具若是懸掛在高度為5-6公尺之處時，將無法進行偵測。

（2）一般紅外線偵測器（PIR）之偵測是以人體溫度和環境溫度之對比來作為偵測；然而，當環境溫度超過約32℃時，球形紅外線偵測器的結構所能偵測的反應距離就會漸漸縮短，例如，當環境溫度超過約35℃時，所能偵測的反應距離只可達到1公尺，導致具有紅外線偵測器（PIR）之LED燈具喪失偵測以啟動全光的功能。

由於全球暖化現象已逐漸變化及位移，低溫地區已逐漸朝高冷高溫現象交迭互換；溫帶地區已逐漸朝高溫現象偏移；熱帶地區則高溫月份逐漸增加。因而，只適用於32℃度以下環境的傳統紅外線偵測器（PIR）恐難以發揮功能。

據此，一種可適用在高溫區（例如35℃）且無冷氣裝置之環境的紅外線偵測器LED燈的設計，且該紅外線偵測器LED燈需適用在例如屋高5公尺以上之大型倉庫、停車場，及可作為高度達5公尺以上之工廠大門燈、步道燈具、或庭園燈具等長時間照明之使用燈具，配合微光及全光之功能，才能達到節能省電之效用。

緣此，本發明提供一種可適用於高溫環境及可長距偵測之智能LED燈泡/燈具，該LED燈泡/燈具在白天會斷電、在晚上無人時會發射預設比例（例如30%）之微光、且在有人行至時會發射100%之微光，達成省電及提高人身安全之效果。此外，該LED燈泡/燈具特別適用在高溫環境（例如35℃）與高度達5公尺以上之場所。

本發明之可適用於高溫環境及可長距偵測之智能LED燈泡/燈具係包含一燈座、一LED基板、一燈罩、及一紅外線感應裝置。該燈座具有一開口及一燈頭，燈座內安裝一驅動器。LED基板係受支持地設在燈座內部且與驅動器電性連結，該LED基板之上端面設有數個LED。該燈罩結合在該燈座的開口，該燈罩上設有一透鏡安裝口，該安裝口安裝一弧型菲涅爾透鏡。該紅外線感應裝置設在燈座內部且與該驅動器及LED電性連結，該紅外線感應裝置包含一感光斷電、環境無光時啟動微光、及紅外線偵測移動物體時啟動100%全光之感應模組，該感應模組包含一感光斷電偵測頭用以偵測環境明亮程度而作白天切電功能、及一紅外線偵測頭用以偵測環境有否物體移動，該紅外線偵測頭設在該燈罩內且與該菲涅爾透鏡相對應。若外界環境之光線充足時，該數LED不發光；當外界環境之光線不足且該紅外線偵測頭沒有感應到移動物體時，該驅動器會驅動該數LED發光至預設比例之微光；當外界環境之光線不足且該紅外線偵測頭偵測到物體時，則該數LED會發射全光。

在一實施例中，該菲涅爾透鏡可建構成圓狀弧形、橢圓狀弧形、或方狀弧形。

依據本發明構成之菲涅爾透鏡係可建構在與LED燈泡或燈具之投射面為平行之面上。

第一圖至第四圖顯示本發明第一實施例之可適用於高溫環境及可長距偵測之智能LED燈（燈泡/燈具）1，在本實施例中，該LED燈1為一LED燈泡。該LED燈1包含一燈座11、一驅動器基板12、一LED基板14、一燈罩15、及一紅外線感應裝置13。燈座11的頂端具有一開口110且底端具有一燈頭111；在燈座11內安裝一驅動器113。再者，燈座11之頂端內壁環設一台階114。
驅動器基板12係受支持地安裝在燈座11內部且與驅動器113電性連結，驅動器基板12上設有控制電路用以控制驅動器113的驅動與否。

LED基板14係受台階114支持地設在燈座11之內部且與驅動器基板12的控制電路電性連結，LED基板14包含面向燈座11之開口110的上端面143及面向燈頭111的下端面144，上端面143設有數個發光二極體（LED）141，而下端面144設有散熱器16。LED基板14更包含一貫穿上端面143與下端面144的穿孔142，在本實施例中，LED 141以穿孔142為中心分布在穿孔142的周圍。

燈罩15結合在燈座11頂端且蓋住開口110，燈罩15的外端面設有一對應紅外線感應裝置13的環狀凸部151，在本實施例中，凸部151設在燈罩15的中央且與燈罩15形成一體。凸部151的上端具有一透鏡安裝口152，該安裝口152安裝一弧型菲涅爾透鏡（Fresnel lens）153，菲涅爾透鏡153的內表面具有複數菱形內凸圓弧154（見第三圖），使得菲涅爾透鏡153可傳遞更多的光。再者，凸部151的內側環壁設有一不透光的隔光板155或塗層，藉以避免紅外線感應裝置13所發出的光束受到外界環境的反射而造成誤判，燈罩15上設有一透孔156。

紅外線感應裝置13設在燈座11內部且與該驅動器基板12上的控制電路電性連結。紅外線感應裝置13包含一電路基板133、位在電路基板133下方的一紅外線感應驅動器132、及一感應模組134。如第四圖所示，在本實施例中，該感應模組134包含一偵測單元135、一中央處理模組137、及一輸入模組136。該偵測單元135包含位在燈罩15內的一紅外線偵測頭131及一感光斷電偵測頭138。紅外線偵測頭131穿過LED基板14之穿孔142且凸出LED基板14的上端面143用以偵測環境有否物體移動；感光斷電偵測頭138穿出燈罩15的透孔156用以偵測環境明亮程度，該感光斷電偵測頭138可為光二極體或是光敏電阻(CDS)。該中央處理模組137設有至少一控制單元用以將類比訊號轉換成數位訊號，使得紅外線偵測頭131與感光斷電偵測頭138的偵測訊號可轉換成電訊號用以控制LED 141之亮度。輸入模組136設於電路基板133上且電性連接至一切換開關139用以提供使用者無段調整預定參數(例如時間、照度及微亮等參數之設定)且輸入至中央處理模組137的控制單元內。此外，電路基板133連接一電源供應模組17用以提供電源。

本發明之LED燈1於實施上，係將燈座11之燈頭111插接於插座來供電。當供電給LED燈1之後，紅外線感應裝置13就可依據外界環境之光線充足與否與有否物體移動，來控制LED 141發光或是不發光。明確而論，亦即，當感光斷電偵測頭138偵測到外界環境之光線充足時（例如白天），則透過感應模組134之控制會將LED 141之電力切斷；當偵測到外界環境之光線不足（例如晚上）且紅外線偵測頭131沒有感應到有人員進入偵測範圍時，LED 141可不發光而為全暗或者驅動器113會驅動LED(SMD)141發光至預設比例（例如10%～50%）之微光；另一方面，當感光斷電偵測頭138偵測到外界環境之光線不足（例如晚上）且紅外線偵測頭131感應到有人員進入偵測範圍時，則驅動器113會驅動LED 141發射100%之全光。此外，當人員離開紅外線偵測頭131之偵測範圍後，LED 141會自動回復為全暗或是發出10%～50%之可視微光，達到節能省電且具安全性之功效。

第五圖至第六圖顯示本發明第二實施例之LED燈1。在本實施例中，該LED燈1亦為一LED燈泡且同樣包含燈座11、驅動器基板12、LED基板14、燈罩15、及紅外線感應裝置13。燈罩15上設有對應紅外線偵測頭131的菲涅爾透鏡153，菲涅爾透鏡153與對應的紅外線偵測頭131係設在偏離燈罩15中央的一側，而具有LED 141的LED 光源則設在偏離燈罩15中央的另一側。進一步而論，本發明之LED燈1的菲涅爾透鏡153與紅外線偵測頭131係可設在LED 光源的中央或是側邊。

第七圖至第九圖顯示本發明之技術特徵可應用於日光燈管型LED燈管。在本實施例中，該LED燈1建構為一LED燈管且包含燈座11、LED基板14、燈罩15、及紅外線感應裝置13。該燈罩15上設有對應紅外線偵測頭131的菲涅爾透鏡153，紅外線偵測頭131發射之光線可透過該菲涅爾透鏡153來達成長距偵測的效果，且紅外線感應裝置13能依據外界環境的明亮程度及外界環境是否有物體移動，來使LED 141不發光、發射微光或是全光。

第十圖顯示本發明之技術特徵可應用於路燈。在本實施例中，該LED燈1建構為一LED路燈且包含燈座11、燈罩15、及紅外線感應裝置13。該燈罩15上設有菲涅爾透鏡153。藉由該菲涅爾透鏡153與該紅外線感應裝置13的結構設計，可達成長距偵測的效果、以及能依據外界環境的明亮程度及外界環境是否有物體移動，來使LED 141不發光、發射微光、或是全光。

依據本發明構成之LED燈1，透過紅外線感應裝置13來判斷外來光線是否充足及外界環境是否有物體移動，讓LED燈1在白天會斷電、在晚上無人時會發射預設比例（例如30%）之微光、且在有人行至時會發射100%之微光，達成省電及提高人身安全之效果。此外，該LED燈1可在高溫環境（例如35℃）及高度達6-8公尺之場所使用，因而，本發明之LED燈1可特別適用在例如屋高5公尺以上之大型倉庫、大型工廠、大賣場、停車場等場所的高距懸掛、且可作為高度達5公尺以上之工廠大門燈、步道燈具、或庭園燈具。

1．．．LED燈

11．．．燈座

110．．．開口

111．．．燈頭

113．．．驅動器

114．．．台階

12．．．驅動器基板

13．．．紅外線感應裝置

131．．．紅外線偵測頭

132．．．紅外線感應驅動器

133．．．電路基板

134．．．感應模組

135．．．偵測單元

136．．．輸入模組

137．．．中央處理模組

138．．．感光斷電偵測頭

139．．．切換開關

14．．．LED基板

141．．．LED

142．．．穿孔

143．．．上端面

144．．．下端面

15．．．燈罩

151．．．凸部

152．．．安裝口

153．．．菲涅爾透鏡

154．．．菱形內凸圓弧

155．．．隔光板

156．．．透孔

16．．．散熱器

17．．．電源供應模組

第一圖係本發明第一實施例之LED燈的元件分解圖。

第二圖係第一圖之LED燈的立體圖。

第三圈係第二圖之LED燈的剖視示意圖。

第四圖係第一圖之LED燈之感應模組的結構方塊圖。

第五圖係本發明第二實施例之LED燈的剖視示意圖。

第六圖係第五圖之LED燈的上視圖。

第七圖顯示本發明之LED燈建構為一LED燈管的立體圖。

第八圖顯示第七圖之LED燈的剖視示意圖。

第九圖係沿第八圖之9-9線所取的剖視圖。

第十圖顯示本發明之LED燈建構為一LED路燈的示意圖。

1．．．LED燈

11．．．燈座

111．．．燈頭

113．．．驅動器

114．．．台階

12．．．驅動器基板

13．．．紅外線感應裝置

131．．．紅外線偵測頭

132．．．紅外線感應驅動器

133．．．電路基板

138．．．感光斷電偵測頭

14．．．LED基板

141．．．LED

142．．．穿孔

144．．．下端面

15．．．燈罩

151．．．凸部

153．．．菲涅爾透鏡

154．．．菱形內凸圓弧

155．．．隔光板

156．．．透孔

16．．．散熱器

Claims (4)

1. 一種可適用於高溫環境及可長距偵測之智能LED燈泡/燈具，包含：
   一燈座，其具有一燈頭及一開口，該燈座內安裝一驅動器；
   一LED基板，其設在該燈座之內部且與該驅動器電性連結，該LED基板上設有數個LED；
   一燈罩，其結合在該燈座的開口，該燈罩上設有一透鏡安裝口，該安裝口安裝一弧型菲涅爾透鏡；及
   一紅外線感應裝置，其組設在燈座內部且與該驅動器及LED電性連結，該紅外線感應裝置包含一感光斷電、環境無光時啟動微光、及紅外線偵測移動物體時啟動100%全光之感應模組，該感應模組包含一感光斷電偵測頭用以偵測環境明亮程度而作白天切電功能、及一紅外線偵測頭用以偵測環境有否物體移動，該紅外線偵測頭設在該燈罩內且與該菲涅爾透鏡相對應；
   其中，當外界環境之光線充足時，該數LED不發光；當外界環境之光線不足且該紅外線偵測頭沒有感應到移動物體時，該驅動器會驅動該數LED發光至預設比例之微光；當外界環境之光線不足且該紅外線偵測頭偵測到物體時，則該數LED會發射全光。
   
2. 如申請專利範圍第l項所述之LED燈泡/燈具，其中該菲涅爾透鏡係建構成圓狀弧形、橢圓狀弧形、或方狀弧形。
   
3. 如申請專利範圍第1項所述之LED燈泡/燈具，其中該菲涅爾透鏡係建構在與LED燈泡或燈具之投射面為平行之面上。
   
4. 如申請專利範圍第1項所述之LED燈泡/燈具，其中該燈罩之外端面設有一對應紅外線感應裝置的環狀凸部，該凸部的內側環壁設有一不透光的隔光板或塗層。