TW201436638A - 具漸變色溫之照明裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種具漸變色溫之照明裝置，其包括一照明模組及一控制模組。該照明模組係用於產生具有複數個不同色溫之照明光。該控制模組係用於控制該照明光之色溫變化，使得在該色溫變化下，該照明光對應變化的色偏差值Duv小於0.006。此外，具有該等不同色溫之照明光的演色指數皆大於90，以完整的模擬日光的變化。

Description

具漸變色溫之照明裝置
本發明係與一種照明裝置有關，特別係與一種具漸變色溫之照明裝置有關。
目前市面上已有利用紅、綠、藍三色發光二極體(RGB LED)進行混色的燈具，但是這一類的燈具一般只適用情境照明及背景照明中，其之主因是RGB LED的照明光之演性色係小於70，不符合能源之星(Energy star)所規範之室內照明要求其之演色性需大於80的標準。
另外，現有的可調光式燈具一般只能呈現出色溫為2800K、4000K以及6500K左右的三種照明光。而此類可調光式燈具一般係利用RGB LED或是利用藍晶及紅晶LED再加黃螢光粉，來建構出可調色溫之LED燈具，但這樣的產品其之各個色溫都未能全部符合Energy Star所規範的演色性大於80之要求。而且，由於僅有三段色溫可供調製，所以在變換不同色溫之照明光時，使用者的視覺無法即時適應，常常因而造成不適感。
可調光式燈具在例如光療法之其他應用上，可以利用白光之亮度可隨時間而改變之晨光模擬器(dawn simulator)，以做為舒緩憂鬱症、季節性憂鬱症以及調節生理時鐘相位來使用。然而，目前在光療法中所使用之光，常常單色強光如藍光或亮度高的白光，或者是僅有少段的色溫變化， 並無法完全模擬太陽從早晨到黃昏的色溫及照度變化。
有鑑於此，本發明之目的在於提供一種具漸變色溫之照明裝置，其可發出具有多段色溫變化且不為人體所察覺之照明光，且每段色溫之演色指數皆大於90。此外，本發明之照明裝置且可進一步調製適當的亮度並配合色溫變化來完整模擬日光。
為達上述之目的，本發明提供一種具漸變色溫之照明裝置，其包括一照明模組及一控制模組。該照明模組係用於產生具有複數個不同色溫之照明光。該控制模組係用於控制該照明光之色溫變化，使得在該色溫變化下，該照明光對應變化的色偏差值小於0.006。此外，具有該等不同色溫之照明光的演色指數皆大於90。
在一較佳實施例中，該色溫變化係選自1600K、1651K、1705K、1762K、1822K、1886K、1954K、2027K、2105K、2188K、2277K、2373K、2476K、2587K、2700K、2836K、3000K、3128K、3293K、3500K、3666K、3878K、4000K、4362K、4500K、5000K、5288K、5700K、6098K、6500K、7147K、7803K、8582K、9529K、10711K、12242K、14322K、17350K、及20000K所組成群組中之任意兩相鄰色溫的變化。
在此較佳實施例中，該控制模組進一步用於控制該照明光的亮度變化。具體而言，該控制模組係控制該照明光之色溫從1600K進行多次變化而至12000K，且對應於該等色溫的亮度變化係為S型曲線變化。除此之外，該控制模組控制該照明光之色溫從12000K進行多次變化而至1600K，且對應於該等色溫的亮度變化係為反S型曲線變化。
在另一較佳實施例中，該控制模組係控制該照明光之色溫從1600K進行多次線性變化而至12000K，且該照明光之色溫從1600K進行多次線性變化而至12000K的時間，係為從13：30至15：30。
在一較佳實施例中，該照明模組包括一光源組合，該光源組合包含：一第一發光二極體，其所發出之光的主要波長為448nm±20nm；一第二發光二極體，其所發出之光的主要波長為505nm±20nm；一第三發光二極體，其所發出之光的主要波長為562nm±20nm；及一第四發光二極體，其所發出之光的主要波長為619nm±20nm。進一步來說，該照明模組進一步包括一驅動模組，其係電性連接於該光源組合及該控制模組，該驅動模組係用於驅動該等LED使其等發光，並根據該控制模組來控制該等LED發光的能量配比，以使其發出具有該等色溫及亮度的照明光。
依據本發明之具漸變色溫之照明裝置，其以上述光源組合漸變的發出多種色溫的照明光，且每種色溫之照明光之演色指數皆大於90。此外，且每段照明光的變化前後之色偏差值皆小於0.006，因此並不為人體所察覺。此外，本發明之具漸變色溫之照明裝置還可控制照明光的色溫從1600K多次變化至12000K，且對應該等色溫的亮度變化為S型曲線變化，以完整模擬晨光的變化。同樣地，本發明之具漸變色溫之照明裝置還可控制照明光的色溫從12000K多次變化至1600K，且對應該等色溫的亮度變化為反S型曲線變化，以完整模擬暮光的變化。此外，色溫從1600K多次線性變化至12000K的照明光還可作為舒緩午後昏睡之用。
為讓本發明之上述內容能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
100‧‧‧具漸變色溫之照明裝置
120‧‧‧照明模組
124‧‧‧光源組合
126‧‧‧驅動模組
140‧‧‧控制模組
200‧‧‧黑體輻射軌跡
1241‧‧‧第一LED
1242‧‧‧第二LED
1243‧‧‧第三LED
1244‧‧‧第四LED
第1圖中繪示本發明的一較佳實施例之具漸變色溫之照明裝置的方塊示意圖。
第2圖為照明模組所發出之具有複數個不同色溫之照明光之xy色度圖。
第3圖為該等色溫之列表。
第4圖為照明模組發出之照明光之模擬晨光之亮度變化圖。
第5圖為照明模組發出之照明光之模擬暮光之亮度變化圖。
以下將配合附圖來詳細說明本發明之具漸變色溫之照明裝置的一較佳實施例。請參照第1圖，第1圖中繪示本發明的一較佳實施例的具漸變色溫之照明裝置的方塊示意圖。本實施例之具漸變色溫之照明裝置100係包括有一照明模組120及一控制模組140。該照明模組120係用於產生具有複數個不同色溫之照明光。較佳地，該照明模組120包括一光源組合124及一驅動模組126。在本實施例中，該光源組合124包含一第一LED1241、一第二LED1242、一第三LED1243、及一第四LED1244。然而，本發明並不限定照明模組120為僅能以發光二極體實施之，其他如有機發光二極體(OLED)等具有發光特性之元件均可用於實施本發明。
進一步來說，該第一LED所發出之光的主要波長為448nm±20nm；該第二LED所發出之光的主要波長為505nm±20nm；該第三LED所發出之光的主要波長為562nm±20nm；並且該第四LED所發出之光的主要波長為619nm±20nm。此外，上述四個LED係彼此很靠近地打件 在同一電路板(圖未示)上，以達到較佳的混光效果。值得注意的是，本發明並未限制上述四顆LED的排列方式。
如第1圖所示，該驅動模組126係電性連接至該光源組合124及該控制模組140。具體來說，該驅動模組126係分別電性連接至第一LED1241、第二LED1242、第三LED1243及第四LED1244。該驅動模組126係用於驅動該等LED使其等發光，並根據該控制模組140來控制該等LED發光的能量配比，以發出具有該等色溫及亮度的照明光。具體來說，該驅動模組126可以為一微處理器(microprocessor)，該微處理器可同步送出四種脈波寬度調變(Pulse Width Modulation,PWM)訊號並分別送至該等LED，以調控第一LED1241、第二LED1242、第三LED1243及第四LED1244發光的能量配比。當該等LED接收到適當的PWM訊號時，便可發出具有多種色溫之照明光，且該等照明光皆可符合能源之星之演色指數大於80之規範。更甚者，透過適當的調配各個LED之能量配比，本實施例之光源組合124所發出之具有該等不同色溫之照明光的演色指數皆大於90。據此，本實施例之漸變色溫之照明裝置100將會具有極佳的照明效果。
以下將針對控制模組140之運作方式來做詳細介紹。請參照第2圖及第3圖，第2圖為照明模組120所發出之具有複數個不同色溫的照明光之xy色度圖(chromaticity diagram)；第3圖為該等色溫之列表。該控制模組140係用於控制該照明光之色溫變化，以使得在該色溫變化下，該照明光對應變化的色偏差(Duv)值小於0.006。請一併參照第1圖及第2圖，該控制模組140會控制驅動模組126，而使得驅動模組126發出適當的PWM訊號，藉以驅動光源組合124(即主要波長為448nm、505nm、562nm及 619nm)並混合之具有複數個不同色溫之照明光，其中具有該等不同色溫之照明光在xy色度圖中皆落在黑體輻射軌跡200中，其中每一色溫之代表之照明光在xy色度圖中以×表示。較佳地，該色溫係從偏紅之1600K漸變至偏藍之20000K。
本實施例之控制模組140可以控制該照明光之色溫變化，以使得照明光在色溫變化前後之色偏差(Duv)值小於0.006，藉此讓其不會為人體所察覺，而達到漸變的效果。如第3圖所示，在本實施例中，列出了從1600K至20000K變化中，每次色溫變化不超過色偏差值0.006之最大變化幅度。簡言之，該等色溫變化係選自1600K、1651K、1705K、1762K、1822K、1886K、1954K、2027K、2105K、2188K、2277K、2373K、2476K、2587K、2700K、2836K、3000K、3128K、3293K、3500K、3666K、3878K、4000K、4362K、4500K、5000K、5288K、5700K、6098K、6500K、7147K、7803K、8582K、9529K、10711K、12242K、14322K、17350K、及20000K所組成群組中任意兩相鄰色溫的變化。然而，在其他實施例中，不同的光源係具有不同的色溫變化數值，其可由每一照明光在xy色度圖之xy色度座標(chromaticity coordinate)轉換成uv座標，再比較變化前後之uv座標之距離是否小於0.006，即可得出所需之色溫變化表，其具體步驟在此不予以贅述。
請參照第4圖及第5圖，第4圖為照明模組120所發出之照明光的模擬晨光之亮度變化圖；第5圖為照明模組120洓發出之照明光的模擬暮光之亮度變化圖。為了模擬日光從早晨至黃昏的變化，該控制模組140係進一步用於控制該照明光的亮度變化。
具體來說，當該具漸變色溫之照明裝置100係被用於作為晨 光模擬器時，該控制模組140可以控制該照明光之色溫從1600K進行多次變化而至12000K，且如第4圖所示，對應於該等色溫的亮度變化係呈現為S型曲線(sigmoidal curve)變化，且變化時間約為6小時。具體來說，晨光模擬器可透過例如春、秋分早上六點太陽升起，夏至為早上五點，冬至早上六點半，這些時間當起始點。第一時段T1區間色溫與照度變化較緩和，色溫從2000K開始每隔6分鐘變一個色溫，共變化5種色溫，第二時段T2區間色溫與照度變化較劇烈，每隔4.5分鐘變一個色溫，共變化20種色溫，第三時段T3區間色溫變化稍緩，每隔12分鐘變一個色溫，共變化4種色溫，以後維持色溫12000 K。在設定色溫變化後，再透過控制模組140來控制該光源組合124，而發出各色溫之照明光的所需亮度。本實施例之晨光模擬器的色溫與亮度均動態改變，比起一般只做亮度變化之可調光式燈具而言，本實施例之晨光模擬器在應用於寢室中作為床頭燈時，會有更好的舒緩憂鬱症的功效。
類似地，該具漸變色溫之照明裝置100可用於作為暮光模擬器，該控制模組140可以控制該照明光之色溫從12000K多次變化至1600K，且對應該等色溫的亮度變化為反S型曲線(reverse-sigmoidal curve)變化，且變化時間約為6小時。該照明光的色溫及亮度的變化與前述晨光模擬器相反，在此不予以贅述
在本發明之其他實施例中，該具漸變色溫之照明裝置100還可作為舒緩午後昏睡之用，該控制模組140控制該照明光之色溫從1600K進行多次線性(linear)變化而至12000K，且該照明光之色溫係從1600K多次線性變化至12000K的時間，較佳係地為從午後13：30至15：30，其具有提 振使用者之警覺度的效果。
綜上所述，本發明之具漸變色溫之照明裝置100係以上述光源組合124來漸變地發出多種色溫的照明光，且每種色溫之照明光之演色指數皆大於90。此外，且每段照明光的變化前後之色偏差值皆小於0.006，因此並不會為人體所察覺。此外，本發明之具漸變色溫之照明裝置100，還可控制照明光的色溫從1600K進行多次變化而至12000K，且對應於該等色溫的亮度變化為S型曲線變化，以完整模擬晨光的變化。同樣地，本發明之具漸變色溫之照明裝置還可控制照明光的色溫從12000K進行多次變化而至1600K，且對應於該等色溫的亮度變化為反S型曲線變化，以完整模擬暮光的變化。此外，色溫從1600K進行多次線性變化而至12000K的照明光還可作為舒緩午後昏睡之用。
雖然本發明已用較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧具漸變色溫之照明裝置
120‧‧‧照明模組
124‧‧‧光源組合
126‧‧‧驅動模組
140‧‧‧控制模組
1241‧‧‧第一LED
1242‧‧‧第二LED
1243‧‧‧第三LED
1244‧‧‧第四LED

Claims (10)

  1. 一種具漸變色溫之照明裝置，包括：一照明模組，其係用於產生具有複數個不同色溫之照明光；及一控制模組，其係用於控制該照明光之色溫變化，使得在該色溫變化下，該照明光對應變化的色偏差值小於0.006。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之具漸變色溫之照明裝置，其中具有該等不同色溫之照明光的演色指數皆大於90。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之具漸變色溫之照明裝置，其中該色溫變化係選自1600K、1651K、1705K、1762K、1822K、1886K、1954K、2027K、2105K、2188K、2277K、2373K、2476K、2587K、2700K、2836K、3000K、3128K、3293K、3500K、3666K、3878K、4000K、4362K、4500K、5000K、5288K、5700K、6098K、6500K、7147K、7803K、8582K、9529K、10711K、12242K、14322K、17350K、及20000K所組成群組中之任意兩相鄰色溫的變化。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之具漸變色溫之照明裝置，其中該控制模組進一步用於控制該照明光的亮度變化。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之具漸變色溫之照明裝置，其中該控制模組係控制該照明光之色溫從1600K進行多次變化而至12000K，且對應於該等色溫的亮度變化係為S型曲線變化。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之具漸變色溫之照明裝置，其中該控制模組控制該照明光之色溫從12000K進行多次變化而至1600K，且對應於該等色溫的亮度變化係為反S型曲線變化。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之具漸變色溫之照明裝置，其中該控制模組係控制該照明光之色溫從1600K進行多次線性變化而至12000K。
  8. 如申請專利範圍第4項所述之具漸變色溫之照明裝置，其中該照明光之色溫從1600K進行多次線性變化而至12000K的時間，係為從13：30至15：30。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之具漸變色溫之照明裝置，其中該照明模組包括一光源組合，該光源組合包含：一第一發光二極體，其所發出之光的主要波長為448nm±20nm；一第二發光二極體，其所發出之光的主要波長為505nm±20nm；一第三發光二極體，其所發出之光的主要波長為562nm±20nm；及一第四發光二極體，其所發出之光的主要波長為619nm±20nm。
  10. 如申請專利範圍第4項所述之具漸變色溫之照明裝置，其中該照明模組進一步包括：一驅動模組，其係電性連接於該光源組合及該控制模組，該驅動模組係用於驅動該等LED使其等發光，並根據該控制模組來控制該等LED發光的能量配比，以使其發出具有該等色溫及亮度的照明光。
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