TW580847B - Color-variation lamp system - Google Patents

Description

580847 五、發明說明（1) 【發明領域】 本發明是有關於一種變色燈及其燈光控制器，且特別 是有關於一種兩線式程式控制變色燈及其燈光控制器。 【發明背 目前 與暗的狀 讓燈泡顯 彩，則當 而 個 顏色之色 千個小時 會使得燈 而就 發光二極 過發光二 色之發光 電源，並 使其產生 燈泡只能 極體燈泡 需另外引 使用而言 觀，很難 景】 業界所 態而已 示出顏 將燈泡 燈泡仍 彩變化 ，如果 泡的壽 目前常 管燈泡 極管燈 二極管 另外增 不同顏 有八種 因為外 控制線 ，更是 多樣化 使用之 ，並無 色的話 點亮時 只能顯 。甚且 使用燈 命更為 用的發 之特性 泡可用 燈泡則 加四條 色之變 顏色變 加了多 ，使得 不便。 一般燈泡，只能控制其開與關，亮 法讓其產生色彩上之變化。而若要 ，則可於其透明玻璃燈罩上塗上色 ，所顯示的就是燈罩的顏色。然 示出一種顏色，亦無法產生有不同 一般燈泡之壽命係不超過三 讓燈泡做閃爍之變化的話， ，由於 控器來 縮短。 光二極 與控制 直流電 使用原 控制線 化。但 4匕。而 蕊控制 安裝時 而且， 管（LED)燈泡而言，單色之 方式係與一般燈泡相同，不 或交流電來使其發亮。而多 有之燈泡的兩個^點來提供 ，連接至其燈光控制器，來 是，傳統之多色發光二極管 且，由於一般之變色發光二 線，無法使用現有之燈座， 顯得相當的複雜，對於室外 傳統燈泡係受限於產品外

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TW0899F(博鉅）.ptd 第4頁 580847 五 、發明說明（2) 【發明 有 控制變 光二極 能夠產 之多色 本發明 根 燈及其 變色燈 元、一 制器則 號。此 中央處 化記錄 碼進行 訊號解 燈通訊 度調變 之一脈 之亮度 變 〇 為 目的及 鑑於此 色燈及 管燈泡 生上千 之發光 在安裝 據本發 燈光控 電路板 亮度脈 是用以 燈光控 理器係 瑪，並 編碼， 碼單元 協定， 產生器 波寬度 將隨此 概述】 ，本發明的目的 其燈光控制器， 色，或 之單一顏 種顏色變 二極管燈 上是相當 明的目的 制器所組 ，此變色 波寬度調 提供此變 制器具有 用以讀取 根據一變 以輸出此 。其中， 對此程式 係根據解 調變訊號 脈波寬度 就是在提供一種兩線式程式 以解決傳統一般燈泡或是發 是顏色變化單調的缺點，而 化。而且，本發明並不需如同傳統 需外額外增加控制線，故 泡一般 便利的 ，提出 成之變 燈電路 變產生器及 一種由兩線式程式控制變色 色燈系統。此變色燈具有一 板具有一程控訊號解碼 顯示單元。而燈 色燈一變色燈電源與一程式控 中央處理器與一唯讀記憶體 此唯讀記憶體中所儲存之一顏 色燈通訊協定，將此顏色變化 程式控制訊號至此變色燈^之此 此程控訊號解碼單元係根據此 控制訊號進行解碼，此亮度脈 碼後之此程式控制訊號產生相 ’以驅動此顯不單元，此顯示 調變訊號之致動比（duty-cycl 單 光控 制訊 〇此 色變 記錄 程控 變色 波寬 對應 單元 e)改 讓本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯易 圓

TW0899F(博鉅）.ptd 第5頁 580847 五、發明說明（3) 懂，下文特舉一較佳實施例’並配合所附圖式，作詳細說 明如下： 【較佳實施例】 請參照第1圖，其繪示依照本發明一較佳實施例的一 種兩線式程式控制變色燈及其燈光控制器之示意圖。變色 燈102與燈光控制器103係形成一變色燈系統1〇〇。變色燈 102係裝設於一燈座108上。於燈光控制器1〇3上係配置有 多個訊號輸出接線端子106，訊號輸出接線端子1〇6與燈座 1 0 8之間係以兩條引線1 0 4電性連接。 請參照第2A〜2B圖，其中，第2A圖所繪示乃第1圖之變 色燈102之結構示意圖，而第2B圖所緣示乃第2A圖之變色 燈102之部分分解圖。變色燈1〇2具有燈頭2〇2、燈罩206、 與變色燈電路板205。燈罩206之下部係與燈頭202連接。 請同時參考第1圖，燈頭202係用以裝配於燈座1〇8中。燈 頭202具有具有兩個電極202A與202B。電極202A與202B係 與變色燈電路板2 05中之兩個燈泡接點（未繪示f第2A〜2B 圖中）電性連接。當燈頭202裝配於燈座108中時，燈光控 制器103係透過訊號輸出接線端子106、兩條引線104、兩 個電極202A與202B、以及變色燈電路板205中之兩個燈泡 接點（未繪示於第2A〜2B圖中），來與變色燈電路板205電性 連接。 請參照第3與第4圖，其中，第3圖繪示乃第1圖之燈光 控制器之電路方塊圖，而第4圖繪示乃第3圖之燈光控制器

TW0899F(博鉅）.ptd 第6頁 580847 五、發明說明（4) 之詳細電路圖。燈光控制器丨〇3係用以 = 與—程式控制訊號pcSe燈光控 ^ 中央處理益（CPU)302、5V電源轉換單元3〇6、一有 體308、一訊號輸出驅動電路31〇、 _匕 1〇6。中央處理器302具有一時序產生；：輪f;線：子 哭。眭庄甚斗33:於m 了斤座生器與一程控訊號編碼 i 302係於^ 產生編碼時所需之訊號。中央處理 = 記憶體308中所儲存之-顏色變化記錄 多變化成變色且通汛協定，由程控訊號編碼器將此顏 ，：二行編，，以得到·式控制訊號pcs以傳送 至變色燈102中。5V電源轉換單元3〇6係用以將i2v電源 換為5V^源輸^給中央處理器3〇2。中央處理器3〇2所輸出

之程式控制訊號pcs係載波於變色燈所需之變色燈電源PW 中，並經訊號+輸出驅動電路310之放大之後，由訊號輸出 接線端子106藉由兩條引線104，以輸出載波於變色燈電原 =控：訊號PCS至變色燈1〇2中。其中，變色… PW係可為一直流電源。 ==燈光控制器1 03之輸出功率大小，係取決訊號輸 丘 篁及其耗能所決定。而燈光控制器103所 輸出之程式控制訊號PCS之變化組數可達數萬種，其係由 儲存=式之唯讀記憶體308的大小所決定。 ’、 睛參照第5與第6圖，其中第5圖乃第1圖之變色燈電路 路第6圖乃第5圖之變色燈電路板之詳細 交巴燈電路板2 0 5從兩個燈泡接點5 0 2接收到變 麵 TW0899F(博鉅）.ptd 第7頁

580847 五、發明說明（5) 色燈電源PW與程式控制訊號pcS後，此二訊號係分別輸入 12V電壓穩定單元5〇4與程控訊號擷取單元508。藉由12V電 壓穩定單元5 0 4，可得到變色燈所需之電源與解碼晶片5 i 〇 所需之電源。其中，12V電源穩定單元504係將電源直接輸 出至點燈驅動電路5 12，以提供驅動變色燈所需之電源。 而解碼晶片510所需之電源係經由5V電源轉換單元506接收 1 2 V電壓穩定單元之輸出電源後轉換而得。 程控訊號擷取單元5 08係由接收到的變色燈電源PW與 程式控制訊號PCS中，操取出程式控制訊號PCS，並輸出至 解碼晶片5 1 0。解碼晶片5 1 〇中係包括有一程控訊號解碼單 元510A、一顯示暫存器51〇B、與一三原色亮度脈波寬度調 變（PWM)產生器510C。其中，程控訊號解碼單元510A係根 據變色燈通訊協定，對程式控制訊號PCS進行解碼，以得 到一紅色亮度值、一綠色亮度值及一藍色亮度值。顯示暫 存器510B係用以儲存此紅色亮度值、綠色亮度值及藍色亮 度值。而三原色亮度脈波寬度調變產生器5 i oc則是根據此 紅色亮度值、綠色亮度值及藍色亮度值以分別產^生一紅色 脈波寬度調變訊號、一綠色脈波寬度調變訊號及一藍色脈 波寬度調變訊號’並將此三原色脈波調變訊號輸出至點燈 驅動電路5 1 2 ’以使點燈駆動電路5 1 2驅動紅色燈5 1 4、綠 色燈516、藍色燈518。 其中，紅色燈514、綠色燈516、藍色燈518之亮度將 分別隨紅色脈波寬度調變訊號、綠色脈波寬度調變訊號及 藍色脈波寬度δ周變遽之致動比（duty — cycle)改變。致動

TW0899F (博鉅）.ptd 第8頁 580847 五、發明說明（6) 比係為脈波寬度調變訊號中，訊號維持於高位準之時間與 訊號維持於低位準之時間的比值。亮度值越大者，其脈波 見度調變訊號之致動比亦越高。如此，只要藉由產生不同 致動比之三原色脈波寬度調變訊號，即可調整紅色燈 514、綠色燈516、藍色燈518之亮度。不同亮度之紅色燈 514、綠色燈516、藍色燈518組合起來，即可產生不同的 顏色。如此，可使變色燈得到各種不同顏色之組合，並使 變色燈102具有變化出各種顏色之功能。 請同時參考第2圖，紅色燈5 14可為一紅色發光二極管 二色Γ16可為一綠色發光二極管燈泡216，而 藍=518則可為一藍色發光二極管燈泡218 方式 例如為第2圖所示之雙環狀間隔之排列方式。、 請參考第7圖及第8圖，苴中，第 發明之衅地认嫩Α败成 八 弟7圖所綠示乃依照本 圖所：- 板2〇5之動作流程圖之-例，而 第8圖所繪不乃依照本發明之精神之變色燈通 之一 例。由中央處理器3 〇 2 訊協疋 有一起始珥糰# ^碼後輸出之程式控制訊號PCS係具 匙始碼欄位、一責料欄位與—終 ,^ 所示。代表資料位元1與0之1^ 1 5，位/如第8圖 M ^ (訊就波形可以是如筮β园讲中 義者。而資料攔位中所傳送之資料 第8圖所' 度資料、一綠色亮度資_ t ^ _ 77 ^為一紅色壳 其认#。 抖與一藍色亮度資料。 作流，如下：首先，於步驟7〇2中，議之動 入，右有，則進入步驟704，接 有訊號輸 所接收之訊號中，判斷是否為起^碼若進是入步驟70 6，從 右疋，則代表所接

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五、發明說明（7) 收之訊號係為程式控制訊號PCS，接著，則進入 =、Λ71 資2料開：Γΐ色亮度資料、綠色 藍色冗度貝枓。然後，進入步驟714，從所接收之 中，判斷是否為終止碼，若是，則代表程式控制訊號Is 已，收完畢。程控訊號解碼單元510A將紅色亮度資料、綠 色亮度資料、與藍色亮度資料解碼完畢之後，接著進入步 驟Π6，儲存紅色亮度值、綠色亮度值、與藍色亮度值於

顯示暫存器510B中。然後，執行步驟718，三原色亮度pwM 產生器產生紅色脈波寬度調變訊號、綠色脈波寬度調變訊 號及藍色脈波寬度調變訊號，以輸出至點燈驅動電路512

以驅動紅色燈514、綠色燈516與藍色燈518。 當亮度資料為4位元時，則可解出1 6種亮度值，亦即 每個顏色燈可以有1 6種亮度變化。如此，則能組合出 16*16*16 = 4096種顏色變化。 請參照第9圖，其所繪示乃依據第8圖之變色燈變色燈 通訊協定之三原色亮度值與其對應之三原色脈波寬度調變 訊號之波形圖。由第9圖可知，亮度值越大，則脈波寬度 調變訊號之致動比越大。

請參照第10A〜10B圖，其中，第i〇A圖所繪示乃第1圖 之變色燈102之另一結構示意圖，而第10B圖所繪示乃第 10A圖之變色燈102之部分分解圖。紅色燈514、綠色燈 5 1 6、藍色燈5 1 8亦可使用一紅色嫣絲燈泡1 〇 〇 2，一綠色嫣 絲燈泡1 0 0 4，一藍色鎢絲燈泡1 0 0 6來達成。而使用鎢絲燈 泡之變色燈電路板1 0 0 5之詳細電路圖則如第1 1圖所示。

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五、發明說明（8) 雖 第10A〜 做成方 具有應 可與一 能，不 今一般 的，不 優點。 化，本 耀眼的 發明之 中之唯 求0 然本發明之變色燈之外觀形狀可如同第2a〜2b 1 0B圖所示，為與一般燈泡相同之 圖與 形方形’片狀，或是圓柱狀以符合市場亦可 用廣泛之優點。而且’由於本發明之變色燈之L 般鎢絲燈泡之外觀完全一樣，所以以達到防 2 會受到安裝環境之偈限。而且’本發明可以使用現 所使用之燈座與一般之接頭即可達到本發明之目 需特殊配線，故本發明更具有易於安裝，成本低之 甚且，由於本發明之變色燈可以具有4096種顏色變 發明之變色燈可以應用在各種廣告燈光表現其燦爛 變化。用於室内照明，則可表現其溫馨柔和。故本 f色燈可依各種需要設定（例如是改變燈光控制器 讀記憶體内的顏色變化記錄碼）’以達到不同之需 【發明效果】 本發明上述實施例所揭露之兩線式程式控制/變色燈及 其燈光控制器。本發明能夠產生上千種顏色變化，且在安 裝上是相當便利的。 綜上所述，雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上， 然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離 本發明之精神和範圍内，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 〇

580847 圖式簡單說明 【圖式之簡單說明】 第1圖繪示依照本發明一較佳實施例的一種 式控制變色燈及其燈光控制器之示音圖。 竦式程 第2A圖所繪示乃第i圖之變色燈^'〇2丄結構示 第2B圖所繪示乃第2A圖之變色燈1〇2之部分〜解圖。 第3圖繪示乃第丨圖之燈光控制器之電路方塊解圖。 ^圖繪示乃第3圖之燈光控制器之詳細 ： 第5圖乃第i圖之變色燈電路板之電路方塊圖圖 第6圖乃第5圖之變色燈電路板之詳細電路圖。 第7圖所繪示乃依照本發明之精神的變色燈 動作流程圖之一例。 ）雯巴您电路板之 第8圖所緣示乃依照本發明之精抽 之一例。 β之積神之變色燈通訊協定 第9圖繪示乃依據第8圖之變色燈 一 原色亮度值與其對應之三原色脈波寬 、且通訊協疋之二 圖。 ，反尤度調變訊號之波形 第10Α圖所緣示乃第1圖之變色燈 性接-音 圖。 μ之另一結構不意 第10Β圖所繪示乃第1〇Α圖之蠻备^ 圖。 巴燈1〇2之部分分解 第11圖乃使用嫣絲燈泡之變色# 路圖。 硬電路板1 005之詳細電 【圖式標號說明】

TW0899F(博鉅）.ptd 第12頁 580847 圖式簡單說明 100 變 色 燈 系 統 102 變 色 燈 103 燈 光 控 制 器 104 引 線 106 訊 號 輸 出 接線端子 108 燈 座 202 燈 頭 202A 、 202B :電極 205、1 0 05 :變色燈電路板 206 燈 罩 302 中 央 處 理 器 306 5V 電 源 轉 換 單 元 308 唯 讀 記 憶 體 310 訊 號 輸 出 驅 動 電路 502 燈 泡 接 點 504 12V電壓穩定單元 508 程 控 訊 號 擷 取 XtX^ 一 早兀 510 解 碼 晶 片 510A :程控訊號解碼單元 510B :顯示暫存器 510C :三原色亮度脈波寬度調變（PWM)產生器

512 點燈驅動電路 514 紅色燈 516 綠色燈 TW0899F (博鉅）.ptd 第13頁 580847 圖式簡單說明 518 ： 214 ： 216 ： 218 ： 藍色燈 紅色發光二極管燈泡 綠色發光二極管燈泡 藍色發光二極管燈泡 1002 :紅色鶴絲燈泡 1004 1006 :綠色嫣絲燈泡 :藍色鎢絲燈泡 1ΙΗ·Ι TW0899F(博鉅）.ptd 第14頁

Claims (1)

1. 580847 六、申請專利範圍 1. 一種變色燈系統，包括： 一變色燈，具有一變色燈電路板，該變色燈電路板具 有一程控訊號解碼單元、一亮度脈波寬度調變產生器及一 顯示單元；以及 一燈光控制器，用以提供該變色燈一變色燈電源與一 程式控制訊號，該燈光控制器具有一中央處理器與一唯讀 記憶體，該中央處理器係用以讀取該唯讀記憶體中所儲存 之一顏色變化記錄碼，並根據一變色燈通訊協定，將該顏 色變化記錄碼進行編碼，以輸出該程式控制訊號至該變色 燈之該程控訊號解碼單元； 其中，該程控訊號解碼單元係根據該變色燈通訊協 定，對該程式控制訊號進行解碼，該亮度脈波寬度調變產 生器係根據解碼後之該程式控制訊號產生相對應之一脈波 寬度調變訊號，以驅動該顯示單元，該顯示單元之亮度將 隨該脈波寬度調變訊號之致動比（duty-cycle)改變。 2. 如申請專利範圍第1項所述之變色燈系統，其中該 變色燈更具有一燈頭，該燈頭具有兩個接點，該/燈光控制 器係藉由兩條引線與該兩個接點電性連接，該變色燈電源 係為一直流電源，該燈光控制器係將該程式控制訊號載波 在該直流電源内，藉由該兩條引線傳送至該變色燈。 3. 如申請專利範圍第1項所述之變色燈系統，其中該 亮度脈波寬度調變產生器係為一三原色亮度脈波寬度調變 產生器，而該顯示單元係包括一紅色燈、一綠色燈及一藍 色燈，該脈波寬度調變訊號係包括一紅色脈波寬度調變訊

   TW0899F(博鉅）.ptd 第15頁 580847 六、申請專利範圍 ---------- Ϊ脈波寬度調變訊號及一藍色脈波寬度調變訊 ‘二f S ^ ί:綠色燈及藍色燈之亮度將分別隨該紅色脈 賞ί二鐵號、該綠色脈波寬度調變訊號及該藍色脈波 ϋ =訊旒之致動比 此，可使該變 變化出各種顏色之功能。I ^ 巧4 t如申凊專利範圍第3項所述之變色燈系統，其中， ϊ ί色燈係為一紅色發光二極管燈泡，該綠色燈係為一綠 光一極&燈泡’而謗藍色燈係為一藍色發光二極管燈 泡0 _ 5·如申睛專利範圍第3項所述之變色燈系統，其中， 該紅色燈係為一紅色鎢絲燈泡，該綠色燈係為一綠色鎢絲 燈泡，而該藍色燈係為—藍色鎢絲燈泡。 6·如申請專利範圍第3項所述之變色燈系統，其中， 該變色燈更具有一顯示暫存器，將該程式控制訊號解碼後 所得到之一紅色亮度值、一綠色亮度值及一藍色亮度值係 儲存於該顯示暫存器中，而該三原色亮度脈波寬度調變產 生器則是根據該紅色亮度值、該綠色亮度值及該，藍色亮度 值以分別產生該紅色脈波寬度調變訊號、該綠色脈波寬度 調變訊號及該藍色脈波寬度調變訊號，而該些脈波寬度調 變訊號之致動比係與該些亮度值相關。 7 ·如申請專利範圍第1項所述之變色燈系統，其中， 該變色燈可為方形，長方形，片狀，或是圓柱狀。 8· —種變色燈，用以接收從一燈光控制器輸出之一 變色燈電源與一程式控制訊號，該程式控制訊號係根據一

   TW0899F(博鉅）.ptd 第16頁 580847 六、申請專利範圍 變色燈通訊協定被編碼，該變色燈包括： 一燈頭，用以將該變色燈配置於一燈座上；以及 一變色燈電路板，該變色燈電路板包括： 一三原色燈； 一程控訊號解碼單元，係根據該變色燈通訊協 定，對該程式控制訊號進行解碼；及 一亮度脈波寬度調變產生器，係根據解碼後之該 程式控制訊號產生相對應之一脈波寬度調變訊號，以驅動 該三原色燈，該三原色燈之亮度係隨該脈波寬度調變訊號 之致動比（du ty-cy c 1 e )改變。 9.如申請專利範圍第8項所述之變色燈，其中，該燈 頭具有兩個接點，該燈光控制器係藉由兩條引線與該兩個 接點電性連接，該變色燈電源係為一直流電源，該燈光控 制器係將該程式控制訊號載波在該直流電源内，藉由該兩 條引線傳送至該變色燈。 1(K如申請專利範圍第8項所述之變色燈，其中，該三 原色燈係由一紅色發光二極管燈泡，一綠色發二極管燈 泡與一藍色發光二極管燈泡所組成。 11. 如申請專利範圍第8項所述之變色燈，其中，該三 原色燈係由一紅色鎢絲燈泡，一綠色鎢絲燈泡與一藍色鎢 絲燈泡所組成。 12. 如申請專利範圍第8項所述之變色燈，其中，該變 色燈可為方形，長方形，片狀，或是圓柱狀。 13. 一種燈光控制器，提供該變色燈一變色燈電源與

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