TW202136742A

TW202136742A - 燈具測試裝置及其使用方法

Info

Publication number: TW202136742A
Application number: TW109109740A
Authority: TW
Inventors: 安振基; 劉士魁; 楊幼誠
Original assignee: 群燿光學股份有限公司
Priority date: 2020-03-24
Filing date: 2020-03-24
Publication date: 2021-10-01

Abstract

一種燈具測試裝置，包括一驅動單元、一測試單元、一運算單元以及一輸入單元。驅動單元發出一驅動訊號，以驅動一燈具依序開啟燈具內的多組光色元件。測試單元與驅動單元電性連接。測試單元用以測試燈具的多組光色元件，以取得每一組光色元件的光譜數據。運算單元與測試單元電性連接。運算單元依據多組光譜數據計算出燈具的光色變化控制參數表。輸入單元與運算單元電性連接。輸入單元將光色變化控制參數表輸入至燈具的控制單元內。

Description

燈具測試裝置及其使用方法

本發明是有關於一種裝置及其使用方法，且特別是有關於一種燈具測試裝置及其使用方法。

針對照明燈具在生產上的考量，燈具出光品質的檢測技術依照燈具的發光材料的特性有以下兩種方式：

(1)傳統燈具（電熱式發光燈具或氣體放電燈）主要以模擬人眼視覺函數偵測器（Photopic Detector）作為測試光度異常之用。另外，傳統燈具主要是生產照明用白光為主，配合白光的色溫變化，會以比色（RGB）濾鏡法的色溫測試裝置作為其色溫參數的測試參考。

(2)固態燈具（發光二極體元件）在發光二極體元件本身，依照其發光材料及製程的因素，主要是針對其發光訊號做光譜測試（可轉接為光色測量參數）。另外，如傳統燈具相同方式，以光度測試固態燈具。也採用相同的測試方式將發光二極體元件的測量方式導入到固態燈具模組。

以上兩種方式因所針對的燈具沒有可變光色的驅動設計，只做單純光度與光色測試，對於相關的測試數據不做進一步的分析與複製光色的重組演算。

本發明提供一種燈具測試裝置及其使用方法，其可整合燈具測試與驗證的使用上的需求。

本發明的一實施例的燈具測試裝置包括一驅動單元、一測試單元、一運算單元以及一輸入單元。驅動單元發出一驅動訊號，以驅動一燈具依序開啟燈具內的多組光色元件。測試單元與驅動單元電性連接。測試單元用以測試燈具的多組光色元件，以取得每一組光色元件的光譜數據。運算單元與測試單元電性連接。運算單元依據多組光譜數據計算出燈具的光色變化控制參數表。輸入單元與運算單元電性連接。輸入單元將光色變化控制參數表輸入至燈具的控制單元內。

在本發明的一實施例中，上述的驅動單元依據光色變化控制參數表驅動燈具依序發出多組對應光色的光。燈具測試裝置經由測試單元取得多組對應光色的光的光譜與色度。

在本發明的一實施例中，上述的運算單元驗證多組對應光色的光的光譜是否落在一誤差範圍。當多組對應光色的光的光譜不落在誤差範圍時，運算單元執行多組差異分析。

在本發明的一實施例中，上述的多組差異分析包括色差與色容差的差異分析、絕對光度異常分析、顯色指數異常分析以及燈具驅動前後或環境溫度差異的光譜光色與光度的差異分析。

在本發明的一實施例中，上述的驅動單元以無線傳輸或有線傳輸的方式發出驅動訊號，且輸入單元以無線傳輸或有線傳輸的方式輸入光色變化控制參數表。

在本發明的一實施例中，上述的測試單元以光色度計、分光光度計或影像式光度計取得多組光譜數據。

在本發明的一實施例中，上述的燈具測試裝置架構在個人電腦作業系統、安卓作業系統、iOS作業系統或微控制器系統。

本發明的一實施例的燈具測試裝置的使用方法包括：發出一驅動訊號驅動一燈具依序開啟燈具內的多組光色元件；取得每一組光色元件的光譜數據；依據多組光譜數據計算出燈具的光色變化控制參數表；將光色變化控制參數表輸入至燈具的控制單元內；以及驗證燈具的出光品質。

在本發明的一實施例中，上述的驗證燈具的出光品質的方法包括：依據光色變化控制參數表驅動燈具依序發出多組對應光色的光，以取得多組對應光色的光的光譜與色度；以及驗證多組對應光色的光的光譜是否落在一誤差範圍。當多組對應光色的光的光譜不落在誤差範圍時，執行多組差異分析。

基於上述，由於本發明實施例的燈具測試裝置及其使用方法將燈具測試與驗證的使用需求整合至燈具測試裝置，因此，本發明實施例的燈具測試裝置及其使用方法較為方便且節省了生產時間。

圖1是依據本發明實施例的一種燈具測試裝置的示意性的方塊圖。請參照圖1，本發明實施例的燈具測試裝置100可經由測試一燈具200的每個光色元件210的光譜數據，並依據這些光譜數據計算出燈具200的光色變化控制參數表。燈具測試裝置100再將光色變化控制參數表輸入至燈具200內，使燈具200可依據光色變化控制參數表發出對應的光色。再者，燈具測試裝置100更可驗證燈具200所發出對應的光色是否落在誤差範圍內，以確認燈具200的出光品質。以下將詳述本發明實施例的燈具測試裝置100。

在本實施例中，燈具測試裝置100包括一驅動單元110、一測試單元120、一運算單元130以及一輸入單元140，其中測試單元120與驅動單元110電性連接、運算單元130與測試單元120電性連接，且輸入單元140與運算單元130電性連接。

在本實施例中，燈具200例如是發光二極體（light emitting diode，LED）。在一實施例中，燈具200也可是冷陰極螢光燈（cold cathode fluorescent lamp，CCFL）。但本發明不以此為限，其他合適的燈具亦包括在本發明的範圍內。再者，為了使燈具200可發出可變光色的光，燈具200至少包括兩組不同光色的光色元件210。例如燈具200可具有紅光、綠光、藍光以及白光發光二極體。

在本實施例中，驅動單元110以無線傳輸或有線傳輸的方式發出驅動訊號，以驅動燈具200依序開啟燈具200內的多組光色元件210。在開啟燈具200內的光色元件210同時，測試單元120用以測試燈具200的多組光色元件210，以依序取得每一組光色元件210的光譜數據。其中，無線傳輸的方式包括ZigBee、藍芽（Bluetooth）、數位可定址發光介面（Digital Addressable Lighting Interface，DALI）或Wi-Fi，但本發明不以此為限。再者，為了後續驗證燈具200的出光品質的準確度，驅動單元110驅動燈具200開啟光色元件210的最大發光強度，但本發明不以此為限。

在一實施中，燈具測試裝置100更包括一控溫器。驅動單元110可驅動控溫器對燈具200的使用環境的溫度進行調控。當燈具200的使用環境達到一特定溫度或工作溫度（working temperature）時，驅動單元110才驅動燈具200依序開啟燈具200的光色元件210。特定溫度或工作溫度可為光色元件210穩定發光的溫度，例如是20至30°C，且較佳為25°C。但本發明不以此為限，特定溫度或工作溫度應視光色元件210的元件特性而定。在另一實施例中，燈具測試裝置100可包括一溫度感測器。驅動單元110也可驅動燈具200先開啟一組光色元件210，並驅動溫度感測器量測燈具200的溫度。待燈具200達到特定溫度時，測試單元120才開始測試燈具200的光色元件210。由於本發明實施例的燈具測試裝置100具有控溫器或溫度感測器，因此，燈具生產者可掌握燈具200在不同溫度下的出光品質。

在本實施例中，當燈具200的使用環境的溫度或燈具的溫度達到所需溫度時，燈具生產者再利用測試單元120以光色度計、分光光度計或影像式光度計取得燈具200的多組光譜數據。光色度計例如是具有紅色、綠色與藍色濾光片的光強度量測器，因此，採用光色度計可取得燈具200的三色刺激值X、Y與Z。再者，分光光度計例如是具有多個濾光片的光強度量測器，其至少包括紅色、綠色與藍色濾光片。或者，分光光度計可使用光柵來取得燈具200的光譜。因此，採用分光光度計可取得更完整的光譜數據。此外，影像式光度計例如至少具有紅色、綠色與藍色濾光片的影像感測器（例如CCD）。當燈具測試裝置100採用影像式光度計來取得燈具200的光譜數據時，由於影像式光度計可取得空間上的光譜，燈具測試裝置100可同時對多個燈具200進行測試，燈具測試裝置100可進一步縮短測試時間與後續的驗證時間。因此，燈具測試裝置100可減少燈具的生產時間。然而，本發明取得燈具200的光譜數據的方式不以上述的光色度計、分光光度計或影像式光度計為限。

再取得燈具200的光譜數據後，本實施例的運算單元130依據多組光譜數據計算出燈具200的光色變化控制參數表。詳細來說，運算單元例如是先將每一組光譜數據轉換為一色度座標系統的色度座標點。此色度座標系統可為CIE 1926、CIE 1931、CIE 1960、CIE 1964、CIE 1976或其他合適的色度座標系統。不同光色的光色元件210分別為不同的色度座標點。多個色度座標點之間可形成一光色變化區域。例如，兩個色度座標形成的光色變化區域為一線段。依此類推，三個色度座標點形成的光色變化區域為一三角形區域。因此，燈具200可產生的光色會落在此光色變化區域內。

接著，本實施例的運算單元130依據此光色變化區域計算出燈具200的光色變化控制參數表。此光色變化控制參數表的參數與參數數量依實際的需求而定。舉例來說，光色變化控制參數表可包括對應色溫3500 K的（暖）白光、色溫5000 K的（中性）白光、色溫6500 K的（冷）白光或其他光色的光，但本發明不以此為限。此外，光色變化控制參數表內的參數可依燈具200控制發光的訊號模式而定，其可為數位參數、類比參數或其組合。

當運算單元130計算出燈具200的光色變化控制參數表後，在本實施例中，輸入單元140以無線傳輸或有線傳輸的方式將光色變化控制參數表輸入至燈具200的控制單元220內。因此，燈具200可依據控制單元220內的光色變化控制參數表發出對應光色的光。由於本發明實施例的燈具測試裝置100的傳輸方式可選擇無線傳輸或有線傳輸，因此對於燈具生產者更為方便。

上述的控制單元220例如是包括微控制器單元（Microcontroller Unit，MCU）、單晶微控制器、中央處理單元（central processing unit，CPU)、微處理器（microprocessor）、數位訊號處理器（digital signal processor，DSP）、可程式化控制器、可程式化邏輯裝置（programmable logic device，PLD）或其他類似裝置或這些裝置的組合，本發明並不加以限制。此外，在一實施例中，控制單元的各功能可被實作為多個程式碼。這些程式碼會被儲存在一個記憶體中，由控制單元220來執行這些程式碼。或者，在一實施例中，控制單元220的各功能可被實作為一或多個電路。本發明並不限制用軟體或硬體的方式來實作控制單元220的各功能。

除此之外，為了驗證燈具200的出光品質，本實施例的驅動單元110依據光色變化控制參數表驅動燈具200依序發出多組對應光色的光。燈具測試裝置100經由測試單元120取得多組對應光色的光的光譜與色度（chromaticity）。舉例來說，若光色變化控制參數表包括了對應色溫3500 K的白光、色溫5000 K的白光、色溫6000 K的白光以及其他光色的光，驅動單元110驅動燈具200依據光色變化控制參數表所記錄的光色依序發光。同時，測試單元120測試對應光色的光的光譜。

在本實施例中，運算單元130再驗證多組對應光色的光的光譜是否落在一誤差範圍。誤差範圍例如是在色度座標系統內的誤差範圍。也就是說，運算單元130先將對應光色的光的光譜轉換為色度座標系統的色度座標點，再比較此色度座標點與其光色變化控制參數表所應代表的色度座標點之間的差值是否落在誤差範圍內。

在本實施例中，當多組對應光色的光的光譜不落在誤差範圍時，運算單元130執行多組差異分析。差異分析包括色差（color difference）與色容差（Standard Deviation of Coloe Matching，SDCM）的差異分析、絕對光度（photometry）異常分析、顯色指數（color rendering index）異常分析以及燈具200驅動前後或環境溫度差異的光譜光色與光度的差異分析。其中，顯色指數包括CRI、CQS、GAI、IES TM30-15、TLCI或TLMF，但本發明不以此為限。再者，燈具200驅動前後或環境溫度差異的光譜光色與光度的差異分析，例如，燈具200開啟時與使用一段時間後之間的光譜光色與光度的差異分析。或者，燈具200開啟時與燈具200運作的溫度達到一些特定溫度之間的光譜光色與光度的差異分析。或者，將燈具200調控至一些特定溫度，並依序測試燈具200發光的光譜，再對不同溫度下燈具200的光譜光色與光度做分析。由於本發明實施例的燈具測試裝置100可進一步驗證燈具200的出光品質，因此燈具生產者可對不同出光品質的燈具200做品質的篩選與管控。

除此之外，本實施例的燈具測試裝置100例如是架構在個人電腦（PC）作業系統、安卓（Android）作業系統、iOS作業系統或微控制器系統，其中燈具測試裝置100的各個單元可經由一個或多個微控制器來實作各單元的功能，且所有的單元可整合為一個以單一模組控制或部分的單元可整合為同一模組控制。因此，當燈具測試裝置100架構在個人電腦作業系統、安卓作業系統或iOS作業系統上時，燈具生產者可經由個人電腦、筆記型電腦、行動裝置或智慧型手機，以有線傳輸或無線傳輸的方式操作燈具測試裝置100。再者，當燈具測試裝置100架構在微控制器系統上時，燈具生產者可經由觸控螢幕或按鍵裝置或其他合適的操作介面來操作燈具測試裝置100。由於本發明實施例的燈具測試裝置100可架構在個人電腦作業系統、安卓作業系統、iOS作業系統或微控制器系統，燈具生產者可依使用習慣來使用燈具測試裝置，因此，本發明實施例的燈具測試裝置100較為方便。

圖2是依據本發明實施例的一種燈具測試裝置的使用方法的流程圖。請參照圖2，本發明的一實施例的燈具測試裝置100的使用方法包括以下步驟。發出一驅動訊號驅動一燈具200依序開啟燈具200內的多組光色元件210，步驟S100。取得每一組光色元件210的光譜數據，步驟S120。依據多組光譜數據計算出燈具200的光色變化控制參數表，步驟S140。將光色變化控制參數表輸入至燈具200的控制單元220內，步驟S160。驗證燈具200的出光品質，步驟S180。

圖3是驗證燈具的出光品質的方法的流程圖。請參照圖3，在本發明的一實施例中，上述的驗證燈具200的出光品質的方法包括以下步驟。依據光色變化控制參數表驅動燈具200依序發出多組對應光色的光，以取得多組對應光色的光的光譜與色度，步驟S200。驗證多組對應光色的光的光譜是否落在一誤差範圍。當多組對應光色的光的光譜不落在誤差範圍時，執行多組差異分析，步驟S220。

綜上所述，由於本發明實施例的燈具測試裝置及其使用方法將燈具測試與驗證的使用需求整合至燈具測試裝置，且燈具測試裝置採用單一模組控制化設計，燈具生產者可更快速且方便地完成燈具的測試與驗證，因此，本發明實施例的燈具測試裝置及其使用方法較為方便且節省了生產時間。

100:燈具測試裝置 110:驅動單元 120:測試單元 130:運算單元 140:輸入單元 200:燈具 210:光色元件 220:控制單元 S100、S120、S140、S160、S180、S200、S220:步驟

圖1是依據本發明實施例的一種燈具測試裝置的示意性的方塊圖。圖2是依據本發明實施例的一種燈具測試裝置的使用方法的流程圖。圖3是驗證燈具的出光品質的方法的流程圖。

100:燈具測試裝置

110:驅動單元

120:測試單元

130:運算單元

140:輸入單元

200:燈具

210:光色元件

220:控制單元

Claims

一種燈具測試裝置，包括：一驅動單元，發出一驅動訊號，以驅動一燈具依序開啟該燈具內的多組光色元件；一測試單元，與該驅動單元電性連接，該測試單元用以測試該燈具的該多組光色元件，以取得每一組光色元件的光譜數據；一運算單元，與該測試單元電性連接，該運算單元依據該多組光譜數據計算出該燈具的光色變化控制參數表；以及一輸入單元，與該運算單元電性連接，該輸入單元將該光色變化控制參數表輸入至該燈具的控制單元內。
如申請專利範圍第1項所述的燈具測試裝置，其中該驅動單元依據該光色變化控制參數表驅動該燈具依序發出多組對應光色的光，該燈具測試裝置經由該測試單元取得該多組對應光色的光的光譜與色度。
如申請專利範圍第2項所述的燈具測試裝置，其中該運算單元驗證該多組對應光色的光的光譜是否落在一誤差範圍，當該多組對應光色的光的光譜不落在該誤差範圍時，該運算單元執行多組差異分析。
如申請專利範圍第2項所述的燈具測試裝置，其中該多組差異分析包括色差與色容差的差異分析、絕對光度異常分析、顯色指數異常分析以及燈具驅動前後或環境溫度差異的光譜光色與光度的差異分析。
如申請專利範圍第1項所述的燈具測試裝置，其中該驅動單元以無線傳輸或有線傳輸的方式發出該驅動訊號，且該輸入單元以無線傳輸或有線傳輸的方式輸入該光色變化控制參數表。
如申請專利範圍第1項所述的燈具測試裝置，其中該測試單元以光色度計、分光光度計或影像式光度計取得該多組光譜數據。
如申請專利範圍第1項所述的燈具測試裝置，其中該燈具測試裝置架構在個人電腦作業系統、安卓作業系統、iOS作業系統或微控制器系統。
一種燈具測試裝置的使用方法，包括：發出一驅動訊號驅動一燈具依序開啟該燈具內的多組光色元件；取得每一組光色元件的光譜數據；依據該多組光譜數據計算出該燈具的光色變化控制參數表；將該光色變化控制參數表輸入至該燈具的控制單元內；以及驗證該燈具的出光品質。
如申請專利範圍第8項所述的燈具測試裝置的使用方法，其中驗證該燈具的出光品質的方法包括：依據該光色變化控制參數表驅動該燈具依序發出多組對應光色的光，以取得該多組對應光色的光的光譜與色度；以及驗證該多組對應光色的光的光譜是否落在一誤差範圍，當該多組對應光色的光的光譜不落在該誤差範圍時，執行多組差異分析。
如申請專利範圍第9項所述的燈具測試裝置的使用方法，其中該多組差異分析包括色差與色容差的差異分析、絕對光度異常分析、顯色指數異常分析以及燈具驅動前後或環境溫度差異的光譜光色與光度的差異分析。