TWI455650B - 電磁波感應之智能led燈 - Google Patents

Description

電磁波感應之智能LED燈

本發明關於一種智能與節能的LED燈，特別關於一種電磁波感應之智能與節能之LED燈具/燈泡。

球形菲涅爾紅外線偵測器(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，仍具有下列缺失：

(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，將無法進行有效偵測。

(2)一般紅外線偵測器(PIR)是以人體溫度和環境溫度之對比 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。

(3)類比式感應模組之類比訊號易受電源雜訊干擾或射頻干擾，而產生異常作動。

(4)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。

為改善上述缺失，另有一種被動式紅外線恆溫感應控制系統被提出，以適用於趨近人體恆溫之環境溫度下(即環境溫度與人體溫度之溫差極微小下)的感應偵測。然而，當環境溫度大於人體溫度或是同於人體溫度時(例如高溫月份、熱帶地區等)，此種被動式紅外線恆溫感應控制系統的偵測功能將失效。

再者，亦有另一種藉由弧形菲涅爾透鏡搭配紅外線偵測頭構成的紅外線偵測燈具被提出，以適用於離地面5公尺以上之長距偵測。參看圖1與圖2所示，此種LED燈具2雖然能適用於遠距(5公尺以上)的感應偵測，但是，其偵測的角度大為縮小，而減縮其功能。

緣此，本發明提供一種電磁波感應之智能LED燈，其可適用在高溫環境(例如35℃以上)與高度達5公尺以上之裝置場所的廣角 感應偵測，且配合微光及全光之功能，進而達到節能省電之效用。

本發明之電磁波感應之智能LED燈包含一燈座、一燈罩、一LED基板、一電源驅動器、一電路基板、及一電磁波模組。該燈座的上端具有一開口，該燈罩結合在該燈座的上端且蓋住該開口，使得該燈座與燈罩之內部界定一容室，電源驅動器安裝在該容室內，該LED基板設在該燈座之容室內且與該電源驅動器電性連結，該LED基板上設有一個或數個LED，該LED朝向該燈座的開口方向投光。該電磁波模組係透過電路基板與該電源驅動器及該LED基板電性連結，該電磁波模組可發射電磁波來偵測環境是否有人體移動，該電路基板上設有控制電路用以控制LED發光或不發光、及控制微光或是全光之轉換。當該電磁波模組偵測到有人體移動或是人員進入偵測範圍時，會驅動該LED發出全光。

在一實施例中，該電磁波模組與該電路基板設在該容室內，該電磁波模組的電磁波投射方向係構建成朝向該LED的投光面。

最好，該燈座之上端內壁環設一台階，該LED基板設在該容室內且支持在該台階，該LED基板包含面向該燈座之開口的上端面及與該上端面相背對的下端面，該LED設在該LED基板的上端面，該LED基板的下端面設有一散熱器。

1‧‧‧LED燈

11‧‧‧燈座

110‧‧‧開口

111‧‧‧燈頭

112‧‧‧容室

113‧‧‧電源驅動器

114‧‧‧台階

12‧‧‧電路基板

13‧‧‧電磁波模組

131‧‧‧燈外電磁波感應模組

14‧‧‧LED基板

141‧‧‧LED

143‧‧‧上端面

144‧‧‧下端面

15‧‧‧燈罩

16‧‧‧散熱器

17‧‧‧電源供應器

181‧‧‧微控制器

182‧‧‧自動調光裝置

19‧‧‧燈架

圖1顯示一習用LED燈具做遠距感應偵測的偵測角度示意圖。

圖2為圖1之LED燈具與燈架的側視圖。

圖3係本發明第一實施例之LED燈的剖視示意圖。

圖4係圖3之LED燈的底視圖。

圖5係圖3之LED燈的局部元件之分解示意圖。

圖6係圖3之LED燈之電磁波模組驅動LED的電路示意圖。

圖7顯示圖3之LED燈具安裝在燈架上做遠距感應偵測的偵測角度之示意圖。

圖8為圖7之LED燈具與燈架的側視圖。

圖9顯示本發明第二實施例之LED燈之電磁波模組驅動LED的電路示意圖。

圖10顯示本發明第三實施例之LED燈之電磁波模組驅動LED的電路示意圖。

圖11顯示本發明之LED燈建構為一LED燈管的示意圖。

圖12顯示本發明之LED燈建構為一LED燈泡的示意圖。

圖13係圖12之LED燈的頂視圖。

圖14顯示本發明LED燈之電磁波模組建構為燈外電磁波感應模組的示意圖。

圖15顯示本發明之LED燈應用於多LED燈泡之景觀燈具燈泡的示意圖。

圖3至圖6顯示本發明第一實施例之電磁波感應之智能LED燈(燈具/燈泡)1。該LED燈1包含一燈座11、一燈罩15、一LED基板14、及一電磁波模組13。該燈座11的上端具有一開口110，且在該 燈座11之上端內壁環設一台階114。燈罩15結合在燈座11上端且蓋住開口110，使得該燈座11與燈罩15之內部界定一容室112，該容室112內安裝一電源驅動器113。

LED基板14設在容室112內且支持在台階114上，LED基板14包含面向燈座11之開口110的上端面143及與該上端面相背對的下端面144，上端面143設有一個或是數個發光二極體(LED)141，而下端面144設有一散熱器16。在本實施例中，LED 141的投光方向係朝下。

在本實施例中，電磁波模組13設在容室112內且與一電路基板12電性連結，電路基板12設在容室112內，然而，電路基板12與電磁波模組13可設在燈座11的外側(見圖14)。電磁波模組13透過該電路基板12與電源驅動器113及LED基板14電性連結，電磁波模組13包含可發射電磁波的發射器(未圖示)，使得該電磁波模組13可發射高頻率的電磁波來偵測環境是否有人體移動。在本實施例中，電磁波模組13的電磁波投射方向係構建成單向而朝向LED 141的投光面。電路基板12上設有控制電路用以控制電源驅動器113的驅動與否，使得LED 141發光或不發光。此外，電路基板12連接一電源供應器17用以提供電源。

本發明之LED燈1於實施上，當電源供應器17供電給LED燈1之後，電磁波模組13就可發射電磁波來偵測環境是否有人體移動，藉以控制LED 141發光或是不發光。具體而論，當電磁波模組13沒有偵測到有人員進入偵測範圍或是人體移動時，則透過電路基板12上之控制電路的控制會將LED 141之電力切斷，達成省電效果；另一方面，當電磁波模組13偵測到有人體移動或是人員進入偵測 範圍時，電源驅動器113會驅動LED 141發光來照明，達成提高人身安全之效果，再者，當人體在偵測範圍內持續移動時，LED 141會一直發光，不必間斷再重新啟動。

依據本發明構成之LED燈1，係透過電磁波模組13來偵測是否有人員進入偵測範圍或是有人體移動來控制LED 141的發光與否，因而，該LED燈1可在高溫環境(例如35℃以上)之場所使用，再者，如圖7與圖8所示，本發明之LED燈1安裝在遠距(5公尺以上)的燈架19上後，其感應偵測角度約為90度，具有廣角與遠距(5公尺以上)的偵測效果。因而，本發明之LED燈1可特別適用在涵蓋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、且可作為高度涵蓋5公尺以上之工廠大門燈、步道燈具、或庭園燈具。

圖9顯示本發明第二實施例之LED燈1。在本實施例中，該LED燈1的光源係分段建構，當無人時係將光源啟動微光，當有人行至電磁波模組13的偵測範圍時，啟動100%的光照，當人走出電磁波模組13的偵測範圍外時，回復微光，達到節省能源之效果。具體而論，該LED燈1更包含一微控制器(MCU)181，該微控制器181電性連接在該電磁波模組13與電源驅動器113之間，當該電磁波模組13偵測到人體接近時，會發出信號給微控制器(MCU)181，微控制器181的輸出端輸出強電流點燈，點燈時間為可調整，在一個計時週期內如果檢測到有人體移動時，微控制器181控制電源驅動器113持續輸出，直到在一個計時週期內仍沒檢測到有人體移動時，才輸出30%的微光。

圖10顯示本發明第三實施例之LED燈1。在本實施例中，該LED燈1 係建構為自動調光系統，其係在圖9的基礎上增加一自動調光裝置182，自動調光裝置182與該微控制器181電性連接，使得LED 141的發光亮度可隨著環境亮度的變化自動調整，達到省電功能。例如，當外界環境之光線超出設定光源照度時(例如白天)，則將LED 141之光源自動切斷；當偵測到外界環境之光照只達到設定光源照度的80%時，則自動調光裝置182可自行補足20%之照度；當環境光照只達設定光源的20%時，則自動調光裝置182可自行補足80%之照度；當環境光照為0時，則微控制器181控制電源驅動器113持續輸出，啟動100%的光照。

圖11顯示本發明之LED燈1應用於日光燈管型的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、電路基板12及電磁波模組13。燈座11的兩端具有燈頭111用以插接於插座來供電。電磁波模組13能偵測外界環境是否有人體移動，來使LED 141不發光、發射微光或是全光。

圖12與13顯示本發明之LED燈1應用於燈泡，燈座11的下端具有燈頭111用以插接於插座來供電，且電磁波模組13能偵測外界環境是否有人體移動，來使LED 141不發光、發射微光或是全光。

圖14與15顯示本發明之LED燈1應用於多LED燈泡之景觀燈具燈泡，其中電磁波模組13與電路基板12之電路系統係建構成一燈外電磁波感應模組131(即設於燈座11外側)，該燈外電磁波感應模組131可固設於燈架19上適當處或是燈具旁之建物牆壁上以銜接多個LED燈泡，而作成合一的作動。如此，電磁波模組13亦可建構成所需之感應角度(如360度、180度等)，達成遠距與廣角的偵測效果。

1‧‧‧LED燈

11‧‧‧燈座

110‧‧‧開口

112‧‧‧容室

113‧‧‧電源驅動器

114‧‧‧台階

12‧‧‧電路基板

13‧‧‧電磁波模組

14‧‧‧LED基板

141‧‧‧LED

143‧‧‧上端面

144‧‧‧下端面

15‧‧‧燈罩

16‧‧‧散熱器

Claims (6)

1. 一種電磁波感應之智能LED燈，包含：一燈座，其上端具有一開口；一燈罩，其結合在該燈座的上端且蓋住該開口，使得該燈座與燈罩之內部界定一容室；一電源驅動器，其設在該燈座之容室內；一LED基板，其設在該燈座之容室內且與該電源驅動器電性連結，該LED基板上設有一個或數個LED，該LED朝向該燈座的開口方向投光；一電路基板，其上設有控制電路；及一電磁波模組，其透過該電路基板與該電源驅動器及該LED基板電性連結，該電磁波模組可發射電磁波來偵測環境是否有人體進入其偵測範圍；其中，當該電磁波模組沒有偵測到有人體進入其偵測範圍時，該控制電路控制該LED不發光；當該電磁波模組偵測到有人體進入其偵測範圍時，該LED會被驅動發光。
2. 一種電磁波感應之智能LED燈，包含：一燈座，其上端具有一開口；一燈罩，其結合在該燈座的上端且蓋住該開口，使得該燈座與燈罩之內部界定一容室；一電源驅動器，其設在該燈座之容室內；一LED基板，其設在該燈座之容室內且與該電源驅動器電性連結，該LED基板上設有一個或數個LED，該LED朝向該燈座的開口方向投 光；一電路基板，其上設有控制電路；一電磁波模組，其透過該電路基板與該電源驅動器及該LED基板電性連結，該電磁波模組可發射電磁波來偵測環境是否有人體進入其偵測範圍；及一微控制器(MCU)，該微控制器電性連接在該電磁波模組與該電源驅動器之間，使得該LED的點燈時間為可調整；其中，當該電磁波模組沒有偵測到有人體進入其偵測範圍時，該控制電路控制該LED發出微光；當該電磁波模組偵測到有人體進入其偵測範圍時，該LED會被驅動發出全光；當人體在其偵測範圍內繼續移動時，該微控制器控制該LED持續發出全光，等到其偵測範圍內沒有人體移動時，才會回復微光。
3. 如申請專利範圍第2項所述之LED燈，更包含一自動調光裝置，該自動調光裝置與該微控制器電性連接，使得該LED的發光亮度可隨著環境亮度而增減。
4. 如申請專利範圍第1或2或3項所述之LED燈，其中該電磁波模組與該電路基板之電路系統係建構成一設於該燈座外側的燈外電磁波感應模組，該燈外電磁波感應模組可固設於燈架上適當處以銜接多個LED燈泡，而作成合一的作動。
5. 如申請專利範圍第1或2或3項所述之LED燈，其中該電磁波模組與該電路基板係設在該容室內，該電磁波模組的電磁波投射方向係構建成朝向該LED的投光面。
6. 如申請專利範圍第1或2或3項所述之LED燈，其中該燈座之上端內壁環設一台階，該LED基板設在該容室內且支持在該台階上，該LED基板包含面向該燈座之開口的上端面及與該上端面相背對的下 端面，該LED設在該LED基板的上端面，該LED基板的下端面設有一散熱器。