TWI481983B - A method of controlling the brightness of a light source - Google Patents

Description

控制光源亮度之方法

本發明係與節約能源有關，更詳而言之是指一種光源節能模組及其節能方法。

為了顧及行人於夜間行走或車輛往來的安全，道路兩旁之路燈於傍晚的一固定時間即全部亮起，隨道路的開發，所需求的路燈數量日漸提高，在路燈全亮狀態下照亮一整晚，其所耗的電量與金錢相對龐大。

故在提倡節能的需求下，遂有採取於路人和車輛的離峰時段，進行以隔盞點燈的方式降低路燈的電能消耗，不過路燈採用分段或隔盞供電點亮的方式，雖能達到降低消耗電能之目的，但也使得照明上有明暗區之分，於暗區容易存在著一些危險性。

為使路燈照明不會有明暗區之分，故又有人提出以不同時段控制路燈之不同照明亮度，使其於離峰時段時街道上仍保有亮度，以解決黑暗區之危險性，並可達到節能之目的，惟，習用之光源亮度調整方法係以啟動時間為基礎，再經過一預定時間後，進行光源亮度之調整，藉以達到節能之目的，然而，該方式受限於不同季節的電燈開關時間變化而有所影響光源亮度調整時之時間，舉例而言，如圖1之實線L1所示，為夏天時的路燈亮度變化，光源於18點開啟並至全亮狀態，並於經過4小時後，於22點將光源亮度減半，再經過4小時後，於2點時光源亮度調整回至全亮狀態，並於清晨6點將該光源關閉；再參閱圖1之虛線L2，為冬天時的路燈亮度變化，眾所皆知的是，冬天天色提早變暗，故此時路燈將提早於17點開啟，光源亮度於17點即為全亮狀態，經過4小時後，於21點即將光源減半，並在4小時後，於1點時光源亮度調整回至全亮狀態，最後於清晨6點將該光源關閉，此將造成光源亮度減半之時間往前位移，在人們作息時間不變的狀況下，會造成冬天人們還在尖峰時刻(如21點至22點之間)時，則該路燈已將亮度減半，而有光照不足容易發生危險之疑慮；而還在離峰時刻(如1點至2點之間)時，該路燈已變回全亮狀態，但此時，並不需要如此高的照明程度，而未達節約用電之效果。

有鑑於此，本發明之主要目的在於提供一種控制光源亮度之方法，具有夜間足夠照明與節約用電之效果。

緣以達成上述目的，本發明所提供之一種控制光源亮度之方法，包含以下步驟：

A.　於一啟動時間點與一關閉時間點之間設定一參考時間點，該光源於該啟動時間點開啟，且於該關閉時間點熄滅；

B.　設定一由該參考時間點向前延伸一不超過該啟動時間點之第一時間段、以及該參考時間點向後延伸一不超過該關閉時間點之第二時間段所組成之節能段；

C.　設定於該啟動時間點至該關閉時間點之間除節能段以外的時間區段為全照段，並設定該光源於節能段時之亮度小於該光源於該全照段時之亮度。

於一實施例中之控制光源亮度之方法，其中，於該第一時間段間設有至少一個調光時間點，節能段起點與該調光時間點、該調光時間點與該節能段終點間各為一調光時段，且各調光時段之光源亮度不同於相鄰調光時段之光源亮度。

於一實施例中之控制光源亮度之方法，其中，於該第二時間段間設有複數個調光時間點，節能段起點與該調光時間點、該調光時間點與該節能段終點間各為一調光時段，且各調光時段之光源亮度不同於相鄰調光時段之光源亮度。

於一實施例中之之控制光源亮度之方法，其中，於該第一時間段間設有至少一個第一調光時間點，於該第二時間段間設有至少一個第二調光時間點，該節能段起點至該第一調光時間點間為一第一調光時段、該第一調光時間點至該參考時間點間為一第二調光時段、該參考時間點至該第二調光時間點間為一第三調光時段、該第二調光時間點至該節能段終點間為一第四調光時段，且該第一時間段內與該第二時間段內的各調光時段之光源亮度不同於相鄰調光時段之光源亮度；又，靠近該參考時間點的第二調光時段與第三調光時段之亮度小於遠離該參考時間點的第一調光時段與第四調光時段之亮度。

於一實施例中之控制光源亮度之方法，其中該第一時間段與第二時間段之時間長度相同。

於一實施例中之控制光源亮度之方法，其中該第一時間段之時間長度不同於第二時間段之時間長度。

於一實施例中之控制光源亮度之方法，其中該節能段具有一節能段起點與一節能段終點，該節能段起點靠近該啟動時間點，該節能段終點靠近該關閉時間點；且該全照段包含有一第一全照段與一第二全照段，該第一全照段為該啟動時間點至該節能段起點之時段；該第二全照段為該節能段終點至該關閉時間點之時段；該第一全照段和該第二全照段是依據前複數次該啟動時間點至該關閉時間點之間的平均時間長度而延長或縮短該第一全照段和該第二全照段之時間長度。

於一實施例中之控制光源亮度之方法，其中，該光源於該節能段時之亮度為於全照段時之亮度的1%~90%，依光源特性不同可再降低節能段亮度。

於一實施例中之控制光源亮度之方法，其中，於步驟C中，係以脈波寬度調變(Pulse-width modulation，PWM)之方式、調整供給該光源之電流方式或調整供給該光源之電壓方式來設定該光源於節能段時之亮度小於該光源於該全照段時之亮度。

本發明控制光源亮度之方法，其節能段時間固定，且可因應不同季節而做變化。

為能更清楚地說明本發明，茲舉較佳實施例並配合圖示詳細說明如后。

本發明所提供一較佳實施例的控制光源亮度之方法，於本實施例中係以控制一路燈1亮度為例(如圖2所示)，但不以此為限制。該路燈1包含有一光源10與一控制器20，本實施例中之光源10為LED燈，但不以此為限制，該控制器20係控制該光源10亮度之變化，以節省電能消耗，其所用之控制光源亮度之方法包含以下步驟：如圖3所示，於一啟動時間點T_on 與一關閉時間點T_off 之間設定一參考時間點T_rf ，該光源10於該啟動時間點T_on 開啟，且於該關閉時間點T_off 熄滅；並設定該控制器20紀錄啟動時間點T_on 與該關閉時間點T_off 之間的時段。

如圖4所示，接著設定一節能段S，該節能段S包含一第一時間段S1與一第二時間段S2，該第一時間段S1係由該參考時間點T_rf 向前延伸至一節能段起點t_on 的時間段，該節能段起點t_on 不超過該啟動時間點T_on ；該第二時間段S2係由該參考時間點T_rf 向後延伸至一節能段終點t_off 的時間段；該節能段終點t_off 不超過該關閉時間點T_off 。本實施例中是以該參考時間點T_rf 向前與向後分別延伸相同之時間長度，故該第一時間段S1與該第二時間段S2之時間長度相同，但該第一時間段S1與該第二時間段S2之時間長度亦可不相同，可視需求而設定。

如圖5所示，設定於該啟動時間點T_on 至該關閉時間點T_off 之間除節能段S以外的時間區段為全照段，該全照段包含有一第一全照段A1與一第二全照段A2，該第一全照段A1為該啟始時間點T_on 至該節能段起點t_on 之時段；該第二全照段A2為該節能段終點t_off 至該關閉時間點T_off 之時段；並設定該光源10於節能段S時之亮度小於該光源10於該全照段時之亮度，於本實施例中該光源於該節能段S時之亮度為於全照段時之亮度的50%，但不以此為限。另外，於本實施例中，係以控制供給該光源10之電壓與電流方式來達到調整亮度之目的，但不以此為限，亦可單純以控制供給該光源10之電壓或控制供給該光源10之電流的方式，抑或是以脈波寬度調變(Pulse-width modulation，PWM)來達到相同之目的。

再者，該第一全照段A1與該第二全照段A2之時間長度，將分別依據該控制器前複數次所紀錄的啟動時間點T_on 與關閉時間點T_off 之間的時間間隔所產生之預定規律長度變化而延長或縮短。於本實施例中，該控制器20包含一時脈產生器22以及一計數器24，該時脈產生器22內部設定有一預定之時間長度，該計數器24則計算自該啟始時間點T_on 到該節能段起點t_on 總共歷經幾次該時間長度，藉以透過該計數器24計算之次數來達到推算時間之目的。舉例而言，假設前三次自該啟始時間點T_on 到該節能段起點t_on 分別是歷經240、242與244次的該時間長度，則該控制器則可推估出本次自該啟始時間點T_on 到該節能段起點t_on 應為246次，故自該啟始時間點T_on 亮燈後，該計數器24則開始計算246次後即達該節能段起點t_on ，並開始進行光度減弱之運作。

藉此，透過上述本發明的控制光源亮度之方法係將該節能段S固定於一時間內，不會受季節影響而位移，且該方法可因應不同季節之夜晚長度不同，而精準地控制該第一全照段A1與該第二全照段A2之時間長度，並於該固定時間內(節能段起點t_on 至該節能段終點t_off )進行光源節能之運作。舉例而言，請參閱圖6所示，其中，T_on 為夏天時之啟始時間點、T_on’ 為冬天時之啟始時間點，T_off 為夏天時之關閉時間點、T_off’ 為冬天時之關閉時間點，而由圖中可看出，冬天時因該光源10會提早開啟，而使得冬天時的第一全照段A1’與第二全照段A2’之時間長度分別大於夏天時的第一全照段A1與第二全照段A2之時間長度，但利用參考時間點前後延伸一段時間之方式，便可使節能段S之時間固定不變，進而達到節能、準確與保障照明安全之目的。

又本發明之第一時間段S1與該第二時間段S2之光源亮度可為多段式調整，於該第一時間段S1與該第二時間段S2內設有複數個調光時間點，請參考圖7所示，本實施例係於該第一時間段S1內設有一第一調光時間點t₁ ，於該第二時間段S1內設有一第二調光時間點t₂ ；相鄰的點間為一調光時段m(m’)，於本實施例中節能段起點t_on 與第一調光時間點t₁ 間為一第一調光時段m’，第一條調光時間點t₁ 與參考時間點T_rf 間為一第二調光時段m，參考時間點T_rf 與第二調光時間點t₂ 間為一第三調光時段m，第二調光時間點t₂ 與節能段終點t_off 間為一第四調光時段m’，且第一時間段S1內與第二時間段S2內的各調光時段m之光源亮度不同於相鄰調光時段m’之光源亮度，又靠近該參考時間點T_rf 的第二調光時段m與第三調光時段m之亮度小於遠離該參考時間T_rf 的第一調光時段m’與第四調光時段m’之亮度。

另外再說明的是，各該調光時段m(m’)可以是以該參考時間點T_rf 向前或向後延伸一相同時間長度使該節能段S係成對稱方式來控制光源亮度(如圖7)，或是依需求而做不對稱的設定，例如個調光時段的時間長度不同(如圖8)或調光時段的段數之不同(如圖9)。

本發明控制光源亮度之方法，其節能段時間為固定，可配合每天人們的作息時間，因為人們的作息時間不會隨季節而改變；但夜晚的長度會隨季節的變化而縮短或延長，例如：冬天天色會提早變暗，故光源需提早啟動；而夏天天色變暗較為緩慢，故光源可延後開啟；故本方法會根據該光源前複數次之啟動時間點與關閉時間點之時間長度，並利用內建的時脈產生器與計數器準確地控制該節能段起點與節能段終點之運作，而達到高效率的節能功效，且又提供足夠的夜間照明效果。

以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之控制方法變化，理應包含在本發明之專利範圍內。

1．．．路燈

10．．．光源

20．．．控制器

22．．．時脈產生器

24．．．計數器

T_on ．．．啟動時間點

T_off ．．．關閉時間點

T_rf ．．．參考時間點

t_on ．．．節能段起點

t_off ．．．節能段終點

t．．．調光時間點

m．．．第二調光時段(第三調光時段)

m’．．．第一調光時段(第四調光時段)

S．．．節能段

S1．．．第一時間段

S2．．．第二時間段

A1．．．第一全照段

A2．．．第二全照段

A1’．．．第一全照段

A2’．．．第二全照段

L1．．．實線

L2．．．虛線

圖1為習知技術之時間-光源亮度圖；

圖2為本發明一較佳實施例之裝置示意圖；

圖3為本發明一較佳實施例之第一步驟示意圖；

圖4為本發明一較佳實施例之第二步驟示意圖；

圖5為本發明一較佳實施例之第三步驟示意圖；

圖6為本發明另一較佳實施例之時間-光源亮度圖；

圖7為本發明再一較佳實施例之時間-光源亮度圖；

圖8為本發明另一較佳實施例之時間-光源亮度圖；

圖9為本發明再一較佳實施例之時間-光源亮度圖。

T_on ．．．啟動時間點

T_off ．．．關閉時間點

T_rf ．．．參考時間點

t_on ．．．節能段起點

t_off ．．．節能段終點

S．．．節能段

A1．．．第一全照段

A2．．．第二全照段

Claims (11)

1. 一種控制光源亮度之方法，包含以下步驟：A.於一啟動時間點與一關閉時間點之間設定一參考時間點，該光源於該啟動時間點開啟，且於該關閉時間點熄滅；B.設定一由該參考時間點向前延伸一不超過該啟動時間點之第一時間段、以及該參考時間點向後延伸一不超過該關閉時間點之第二時間段所組成之節能段；C.設定於該啟動時間點至該關閉時間點之間除節能段以外的時間區段為全照段，並設定該光源於節能段時之亮度小於該光源於該全照段時之亮度；其中，該節能段具有一節能段起點與一節能段終點，該節能段起點靠近該啟動時間點，該節能段終點靠近該關閉時間點；且該全照段包含有一第一全照段與一第二全照段，該第一全照段為該啟動時間點至該節能段起點之時段；該第二全照段為該節能段終點至該關閉時間點之時段；該第一全照段和該第二全照段分別依據前複數次該啟動時間點至該關閉時間點之間的平均時間長度而延長或縮短該第一全照段和該第二全照段之時間長度。
2. 如請求項1所述之控制光源亮度之方法，其中，於該第一時間段間設有至少一個調光時間點，該節能段起點至該調光時間點、該調光時間點至該節能段終點分別為一調光時段，且各調光時段之光源亮度不同於相鄰調光時段之光源亮度。
3. 如請求項1所述之控制光源亮度之方法，其中，於該第二 時間段間設有至少一個調光時間點，該節能段起點至該調光時間點、該調光時間點至該節能段終點分別為一調光時段，且各調光時段之光源亮度不同於相鄰調光時段之光源亮度。
4. 如請求項1所述之控制光源亮度之方法，其中，該第一時間段間設有至少一個第一調光時間點，於該第二時間段間設有至少一個第二調光時間點，該節能段起點至該第一調光時間點間為一第一調光時段、該第一調光時間點至該參考時間點間為一第二調光時段、該參考時間點至該第二調光時間點間為一第三調光時段、該第二調光時間點至該節能段終點間為一第四調光時段，且該第一時間段內與該第二時間段內的各調光時段之光源亮度不同於相鄰調光時段之光源亮度。
5. 如請求項4所述之控制光源亮度之方法，其中，靠近該參考時間點的第二調光時段與第三調光時段之亮度小於遠離該參考時間點的第一調光時段與第四調光時段之亮度。
6. 如請求項1所述之控制光源亮度之方法，其中該第一時間段與第二時間段之時間長度相同。
7. 如請求項1所述之控制光源亮度之方法，其中該第一時間段之時間長度不同於第二時間段之時間長度。
8. 如請求項1所述之控制光源亮度之方法，其中，該光源於該節能段時之亮度為於全照段時之亮度的1%~90%。
9. 如請求項1所述之控制光源亮度之方法，其中，於步驟C 中，係以脈波寬度調變(Pulse-width modulation，PWM)之方式來設定該光源於節能段時之亮度小於該光源於該全照段時之亮度。
10. 如請求項1所述之控制光源亮度之方法，其中，於步驟C中，係以調整供給該光源之電流方式來設定該光源於節能段時之亮度小於該光源於該全照段時之亮度。
11. 如請求項1所述之控制光源亮度之方法，其中，於步驟C中，係以調整供給該光源之電壓方式來設定該光源於節能段時之亮度小於該光源於該全照段時之亮度。