TW201318473A - 燈具 - Google Patents

Abstract

本發明的一實施例提供一種燈具，包括一發光裝置以及一控制電路。發光裝置，具有複數個發光單元，其中每一個發光單元可發出不同波長的光。控制電路，根據一環境光校正一控制信號，該控制信號用以分別控制每一發光單元的亮度，並藉此改變該發光裝置的一頻譜。

Description

燈具

本發明為一種燈具，特別是一種具有可隨環境光與人眼明暗視覺調整色溫的燈具。

以往用以使用在電子元件中的發光二極體目前已被廣泛地使用在照明產品上。由於發光二極體具有優越的電性與結構特性，因此發光二極體的需求已逐漸增加。相較於燐光燈(fluorescent lamps)與白熱燈(incandescent lamps)，白光發光二極體(white LEDs)已受到相當大的關注。然而，因應使用者的不同需求，能夠產生不同色溫之光線的需求的燈具也隨之產生。但是，習知發光二極體的色溫是在出廠時就已經確定，並無法進行改變，使用者若有不同色溫的光線的需求，僅能透過更換不同色溫之發光二極體來解決，對使用者來說是不方便的。

本發明的目的在於提供一種可以調整光線頻譜的燈具。

本發明的另一目的在於提供一種具有可隨環境光與人眼明暗視覺調整色溫的燈具。

本發明的其他目的和優點可以從本發明所揭露的技術特徵中得到進一步的了解。

為達上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發明的一實施例提供一種燈具，包括一發光裝置以及一控制電路。發光裝置，具有複數個發光單元，其中每一個發光單元可發出不同波長的光。控制電路，根據一環境光校正一控制信號，該控制信號用以分別控制每一發光單元的亮度，並藉此改變該發光裝置的一頻譜。

本發明的另一實施例提供一種燈具，包括一發光裝置以及一控制電路。發光裝置，具有一綠光發光單元、一青綠光發光單元以及一紅光發光單元。控制電路，根據一環境光信號調整該綠光發光單元、該青綠光發光單元以及該紅光發光單元的亮度，其中當該環境光的一亮度增加時，該控制電路降低該青綠光發光單元的一第一亮度且增加該綠光發光單元的一第二亮度，以及當該環境光的該亮度降低時，該控制電路增加該青綠光發光單元的該第一亮度且降低該綠光發光單元的該第二亮度。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。

第1圖為一人眼的光譜光視效率圖。從圖上來看，人眼的明視覺曲線的峰值大約是落在波長507nm的位置，而暗視覺曲線的峰值大約是落在波長555nm的位置。不過，實際上明視覺曲線的峰值大約是落在約450nm到530nm波長的位置，而暗視覺曲線的峰值大約是落在約530nm到590nm波長的位置。當環境光線迅速變化，如由明變暗或由暗變明，人眼會需要一段時間適應。因此，在燈具的光源調控機制中，應當考慮人眼的明視覺曲線與暗視覺曲線，讓燈具的光源調控機制能以改變燈具整體的發光頻譜為優先，讓燈具的發光頻譜與人眼的明視覺與暗視覺的光譜光視效率曲線匹配，而非習知技藝中，只是單純調整色溫或是亮度。

第2圖為一人眼的光線適應曲線圖。一般來說，當光線從高亮度切換到低亮度時，通常10分鐘後，人眼都可以適應。但是從圖上可以發現，在紅光下，人眼的光線適應情形較穩定，因此，可以根據這樣的現象，在光源從高亮度切換到低亮度的切換期間，可以利用兩種切換方式：

(1)　切換期間先逐步增強一紅光光譜，並同步減弱其他色光的強度，待10分鐘後，再逐步增強其他色光的強度，並逐步減弱紅光的強度。

(2)　切換期間，根據光源目前的光譜，逐漸調整整體光源的光譜，使得光源的光譜峰值逐漸向波長507nm的位置移動。

從上所述，本發明提供一種具有可隨環境光與人眼明暗視覺調整光線頻譜的燈具，該燈具中具有複數個不同顏色的發光裝置。請參考第3圖。第3圖為一燈具的示意圖。燈具30包括了紅光發光裝置31、紅橘光發光裝置32、黃光33、綠光發光裝置34、青綠光(cyan)發光裝置35、藍光發光裝置36以及深藍(royal blue)發光裝置37。燈具30受控一控制電路(圖上未繪出)，控制電路可以個別調整每一發光裝置的亮度，進而達到調整燈具30的發光頻譜的目的。

第4圖為根據本發明的一燈具的一實施例示意圖。燈具包括一控制電路41、一視覺曲線資料庫42、一驅動電路43以及一發光模組44。發光模組44內包含了複數個不同發光二極體，每一個發光二極體可發出不同波長的光。控制電路41接收一環境光信號45來判斷此時光線的變化模式，並自該視覺曲線資料庫42選擇一對應的視覺曲線。舉例來說，當控制電路41根據該環境光信號45判斷此時光線是由高亮度轉換為低亮度，則控制電路41自視覺曲線資料庫42選擇暗視覺曲線。當控制電路41根據該環境光信號45判斷此時光線是由低亮度轉換為高亮度，則控制電路41自視覺曲線資料庫42選擇明視覺曲線。在本實施例中，使用者可自行定義不同的視覺曲線供控制電路41使用。舉例來說，使用者可以設定一第一視覺曲線，專門提供使用者在觀賞影片時所使用。

驅動電路43受控於控制電路41傳送的一控制信號，並輸出複數個驅動信號至發光模組44中的對應的複數個發光二極體。驅動電路43可以根據該控制信號調整傳送到每一發光二極體的電流大小或是脈衝寬度調變信號的責任周期，個別調整每一發光二極體的亮度，進而達到改變發光模組44的發光頻譜的目的。控制電路41會根據自視覺曲線資料庫42選擇的視覺曲線校正傳送至驅動電路43的控制信號。舉例來說，當控制電路41針測到該環境光的亮度增加時，控制電路41根據明視覺曲線的一峰值的波長範圍選擇該等發光單元中的一第一發光二極體，並增加該第一發光二極體的亮度以及該等發光二極體的亮度，其中該第一發光二極體的亮度變化大於其他發光二極體的亮度變化。在參考第1圖的光譜光視效率圖，可得知明視覺曲線的峰值的波長範圍約為530nm至590nm，而該波長範圍與綠光二極體的發光波長範圍相近，因此，控制電路可以透過校正控制信號的方式，使得發光模組44的該等發光二極體的亮度提高，且使得發光模組44中的綠光發光二極體的亮度增加量大於其他發光二極體的亮度增加量。接著，在一定時間後，控制電路41會再度校正控制信號，使得發光模組44中的綠光發光二極體的亮度增加量減少為與其他發光二極體的亮度增加量相同。

當控制電路41針測到該環境光的亮度降低時，控制電路41根據暗視覺曲線的一峰值的波長範圍選擇該等發光單元中的一第二發光二極體，並增加該第二發光二極體的亮度以及降低其他發光二極體的亮度。

在本實施例中，第二發光二極體為紅光二極體。接著，在一定時間後，控制電路41會再度校正控制信號，使得紅光二極體的亮度變化量調整為與其他發光二極體的亮度變化量相同。舉例來說，原先發光模組內的其他發光二極體的亮度都降低百分之二十，而紅光二極體的亮度在一開始是增加了百分之三十，在一定時間後，控制電路41就會校正控制信號，降低紅光二極體的亮度為原先亮度的百分之八十。

在本實施例中，發光模組44中皆可找到對應明視覺曲線與暗視覺曲線的峰值波長範圍的一發光二極體，但若發光模組44中並未找到對應的發光二極體，控制電路41可選擇波長範圍最接近的發光二極體來進行調整。舉例來說，若發光模組44中沒有綠光二極體，控制電路41可以選擇青綠光二極體進行調控；若發光模組44中沒有紅光二極體，控制電路41可以選擇紅橘光二極體進行調控。在另一實施方式中，控制電路41可以根據視覺曲線的峰值的波長範圍選擇兩個或兩個以上的發光二極體進行調控。

請參考第5圖。第5圖為一燈具的發光頻譜的調整示意圖。頻譜51為燈具的初始頻譜。燈具內包括一藍光二極體、一綠光二極體、一紅光二極體、一青綠光二極體以及一黃光二極體。當燈具的控制電路偵測到此時環境光的亮度降低時，控制電路會逐步增強青綠光二極體的發光亮度，使得頻譜在波長500nm有較高的強度，且控制電路會降低綠光與黃光二極體的發光亮度，以符合暗視覺曲線。反之，若控制電路偵測到此時環境光的亮度增加時，控制電路會降低青綠光二極體的發光亮度，並逐步增加綠光二極體的發光亮度。

第6圖為根據本發明之一燈具控制方法的一實施例的流程圖。在步驟S61中，燈具中的控制電路先判斷一環境光的亮度是否有變化？控制電路可透過一光偵測器來偵測環境光的變化。在步驟S62中，控制電路先判斷此時環境光是否變暗？若是，則執行步驟S63。控制電路會先根據一暗視覺曲線，選擇一波長範圍，接著根據該波長範圍，選擇燈具中的一第一發光單元。接著，控制電路會增加該第一發光單元的亮度，並降低其他發光單元的亮度。在一預定時間(如10分鐘)後，降低第一發光單元的亮度，使得第一發光單元的亮度變化與其他發光單元的亮度變化相同。在步驟S64中，控制電路維持此時燈具的光線輸出。在步驟S65中，控制電路判斷此時環境光是否變亮？若不是，則執行步驟S64。若是，擇執行步驟S66。在步驟S66中，控制電路會根據一明視覺曲線選擇一波長範圍，並根據該波長範圍選擇一第二發光單元。接著，控制單元增家該第二發光單元與其他發光單元的亮度，其中該第二發光單元的亮度增加量大於於其他發光單元的亮度增加量。接著，在一預定時間後，降低第二發光單元的亮度，使得第二發光單元的亮度增加量與其他發光單元的亮度增加量相同。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。

41．．．控制電路

42．．．視覺曲線資料庫

43．．．驅動電路

44．．．發光模組

45．．．環境光信號

第1圖為一人眼的光譜光視效率圖。

第2圖為一人眼的光線適應曲線圖。

第3圖為一燈具的示意圖。

第4圖為根據本發明的一燈具的一實施例示意圖。

第5圖為一燈具的發光頻譜的調整示意圖。

第6圖為根據本發明之一燈具控制方法的一實施例的流程圖。

41．．．控制電路

42．．．視覺曲線資料庫

43．．．驅動電路

44．．．發光模組

45．．．環境光信號

Claims (18)

1. 一種燈具，包括：一發光裝置，具有複數個發光單元，其中每一個發光單元可發出不同波長的光；以及一控制電路，根據一環境光校正一控制信號，該控制信號用以分別控制每一發光單元的亮度，並藉此改變該發光裝置的一頻譜。
2. 如申請專利範圍第1項所述之燈具，其中該控制電路更根據一明視覺曲線與一暗視覺曲線來校正該控制信號。
3. 如申請專利範圍第2項所述之燈具，其中當該環境光的一亮度增加時，該控制電路根據一波長範圍選擇該等發光單元中的一第一發光單元，並增加該第一發光單元的亮度以及該等發光單元的亮度，其中該第一發光單元的亮度變化大於其他發光單元的亮度變化。
4. 如申請專利範圍第3項所述之燈具，其中該波長範圍係根據該明視覺曲線所決定。
5. 如申請專利範圍第4項所述之燈具，其中該波長範圍為530nm至590nm之間。
6. 如申請專利範圍第5項所述之燈具，其中該明視覺曲線的一中心波長為555nm。
7. 如申請專利範圍第2項所述之燈具，其中當該環境光的亮度減少時，該控制電路根據一波長範圍選擇該等發光單元中的一第二發光單元，並增加該第二發光單元的亮度以及該等發光單元的亮度，並逐步減少除該第二發光單元外之發光單元的亮度。
8. 如申請專利範圍第7項所述之燈具，其中該波長範圍係根據該暗視覺曲線所決定。
9. 如申請專利範圍第8項所述之燈具，其中該波長範圍為450nm至530nm之間。
10. 如申請專利範圍第9項所述之燈具，其中該暗視覺曲線的中心波長為507nm。
11. 如申請專利範圍第7項所述之燈具，其中該控制電路在一開始，快速增加該發光裝置的一紅色光譜的發光單元亮度。
12. 如申請專利範圍第8項所述之燈具，其中當該第二發光單元已符合該暗視覺曲線後，移除該發光裝置中該紅色光譜的一亮度增加量。
13. 如申請專利範圍第11項所述之燈具，其中該紅色光譜的範圍係位於600nm至680nm之間。
14. 如申請專利範圍第1項所述之燈具，其中該控制電路藉由調整輸出至該等發光單元的複數個電流的電流值大小控制該等發光單元的亮度。
15. 如申請專利範圍第1項所述之燈具，其中該控制電路藉由調整輸出該等發光單元的複數個驅動信號的複數個責任週期值來控制該等發光單元的亮度。
16. 一種燈具，包括：一發光裝置，具有一綠光發光單元、一青綠光發光單元以及一紅光發光單元；以及一控制電路，根據一環境光信號調整該綠光發光單元、該青綠光發光單元以及該紅光發光單元的亮度，其中當該環境光的一亮度增加時，該控制電路降低該青綠光發光單元的一第一亮度且增加該綠光發光單元的一第二亮度，以及當該環境光的該亮度降低時，該控制電路增加該青綠光發光單元的該第一亮度且降低該綠光發光單元的該第二亮度。
17. 如申請專利範圍第16項所述之燈具，其中當該環境光的該亮度降低時，該控制電路逐步增加該紅光發光單元的一第三亮度，直到該青綠光發光單元的該第一亮度已符合暗視覺曲線後，降低該紅光發光單元的該第三亮度至一初始亮度。
18. 如申請專利範圍第16項所述之燈具，其中該初始亮度係指該紅光發光單元未被調整前的亮度。