TWI504311B - 可調整色溫及亮度之發光二極體驅動裝置 - Google Patents

Description

可調整色溫及亮度之發光二極體驅動裝置

本發明係有關於一種發光二極體驅動裝置，特別是一種可調整色溫及亮度之發光二極體驅動裝置。

發光二極體是現代照明的新技術產品；發光二極體可被製造成擁有不同的色溫，例如色溫為5500K的冷白色或是色溫為3000K的暖白色等等，藉以提供使用者不同之使用情境與需求。

在一相關技術之可變換色溫的發光二極體燈內通常包含兩個以上不同色溫之發光二極體，例如包含一個為冷白色的發光二極體，另一個為暖白色的發光二極體。當使用者想使發光二極體燈呈現冷白色時，冷白色的發光二極體即被點亮發光，而暖白色的發光二極體即不被點亮發光；當使用者想使發光二極體燈呈現暖白色時，暖白色的發光二極體即被點亮發光，而冷白色的發光二極體即不被點亮發光；當使用者想使發光二極體燈呈現冷白色與暖白色之間時，冷白色及暖白色的發光二極體即同時被點亮發光。

上述相關技術之可變換色溫的發光二極體燈的缺點是不能多樣化地調整色溫及亮度；即，僅能呈現5500K的冷白色，或是3000K的暖白色，或是4250K的冷白色與暖白色之間，且呈現冷白色與暖 白色之間時的亮度則僅為單獨呈現冷白色的亮度加上單獨呈現暖白色的亮度。

為改善上述習知技術之缺點，本發明之目的在於提供一種可調整色溫及亮度之發光二極體驅動裝置。

為達成本發明之上述目的，本發明之可調整色溫及亮度之發光二極體驅動裝置係應用於一發光二極體裝置，該發光二極體裝置包含一第一發光二極體單元及一第二發光二極體單元，該可調整色溫及亮度之發光二極體驅動裝置包含：一處理單元；一第一發光二極體驅動單元，該第一發光二極體驅動單元電性連接至該第一發光二極體單元及該處理單元；一第二發光二極體驅動單元，該第二發光二極體驅動單元電性連接至該第二發光二極體單元及該處理單元；一發光二極體亮度信號產生單元，該發光二極體亮度信號產生單元電性連接至該處理單元；及一發光二極體色溫信號產生單元，該發光二極體色溫信號產生單元電性連接至該處理單元。其中該發光二極體亮度信號產生單元傳送一發光二極體亮度信號至該處理單元，藉以通知該處理單元該第一發光二極體單元被驅動時的一第一占空比與該第二發光二極體單元被驅動時的一第二占空比的一占空比總和；該處理單元計算該第一占空比除以該占空比總和之值，再乘以該第一發光二極體單元的色溫值，以得到一第一色溫值；該處理單元計算該第二占空比除以該占空比總和之值，再乘以該第二發光二極體單元的色溫值，以得到一第二色溫值；該發光二極體色溫信號產生單元傳送一發光二極體色溫信號至該處理單元，藉以通知該處理單元該發光二極體裝置的 色溫值；該第一色溫值加上該第二色溫值等於該發光二極體裝置的色溫值；藉此，該處理單元計算出該第一占空比及該第二占空比；依據該第一占空比，該處理單元通知該第一發光二極體驅動單元以驅動該第一發光二極體單元；依據該第二占空比，該處理單元通知該第二發光二極體驅動單元以驅動該第二發光二極體單元。

如上所述之可調整色溫及亮度之發光二極體驅動裝置，其中該處理單元可為例如但不限定為一微處理器。

如上所述之可調整色溫及亮度之發光二極體驅動裝置，其中該處理單元可為例如但不限定為一微控制器。

如上所述之可調整色溫及亮度之發光二極體驅動裝置，其中該第一發光二極體驅動單元可為例如但不限定為一脈波寬度調變發光二極體驅動電路。

如上所述之可調整色溫及亮度之發光二極體驅動裝置，其中該第二發光二極體驅動單元可為例如但不限定為一脈波寬度調變發光二極體驅動電路。

如上所述之可調整色溫及亮度之發光二極體驅動裝置，其中係藉由例如但不限定為一條狀觸控區控制該發光二極體亮度信號的大小。

如上所述之可調整色溫及亮度之發光二極體驅動裝置，其中係藉由例如但不限定為一旋鈕控制該發光二極體色溫信號的大小。

如上所述之可調整色溫及亮度之發光二極體驅動裝置，其中該第 一占空比的數值可為例如但不限定為介於10至90之間，該第二占空比的數值可為例如但不限定為介於10至90之間，該占空比總和的數值可為例如但不限定為介於20至180之間。

如上所述之可調整色溫及亮度之發光二極體驅動裝置，其中該第一發光二極體單元的色溫值可為例如但不限定為6000K。

如上所述之可調整色溫及亮度之發光二極體驅動裝置，其中該第二發光二極體單元的色溫值可為例如但不限定為1700K。

本發明之功效在於可多樣化地調整發光二極體裝置的色溫及亮度；其中發光二極體裝置包含兩個以上不同色溫之發光二極體。

10‧‧‧可調整色溫及亮度之發光二極體驅動裝置

20‧‧‧發光二極體裝置

102‧‧‧處理單元

104‧‧‧第一發光二極體驅動單元

106‧‧‧第二發光二極體驅動單元

108‧‧‧發光二極體亮度信號產生單元

110‧‧‧發光二極體色溫信號產生單元

112‧‧‧發光二極體亮度信號

114‧‧‧發光二極體色溫信號

202‧‧‧第一發光二極體單元

204‧‧‧第二發光二極體單元

第一圖為本發明之可調整色溫及亮度之發光二極體驅動裝置方塊圖。

請參考第一圖，其係為本發明之可調整色溫及亮度之發光二極體驅動裝置方塊圖。一可調整色溫及亮度之發光二極體驅動裝置10係應用於一發光二極體裝置20；該發光二極體裝置20包含一第一發光二極體單元202及一第二發光二極體單元204。

該可調整色溫及亮度之發光二極體驅動裝置10包含一處理單元102、一第一發光二極體驅動單元104、一第二發光二極體驅動單元106、一發光二極體亮度信號產生單元108及一發光二極體色溫信號產生單元110。

該第一發光二極體驅動單元104電性連接至該第一發光二極體單元202及該處理單元102；該第二發光二極體驅動單元106電性連 接至該第二發光二極體單元204及該處理單元102；該發光二極體亮度信號產生單元108電性連接至該處理單元102；該發光二極體色溫信號產生單元110電性連接至該處理單元102。

該處理單元102可為例如但不限定為一微處理器或一微控制器；第一發光二極體驅動單元104可為例如但不限定為一脈波寬度調變發光二極體驅動電路；該第二發光二極體驅動單元106可為例如但不限定為一脈波寬度調變發光二極體驅動電路。

本發明之可調整色溫及亮度之發光二極體驅動裝置之作動流程詳述如下：首先，該發光二極體亮度信號產生單元108傳送一發光二極體亮度信號112至該處理單元102，藉以通知該處理單元102該第一發光二極體單元202被驅動時的一第一占空比(duty cycle)與該第二發光二極體單元204被驅動時的一第二占空比的一占空比總和(即告知該占空比總和)；其中，該發光二極體亮度信號112即為控制該發光二極體裝置20的亮度強度(即該占空比總和)。

例如，可藉由安裝在發光二極體燈具殼體上之一條狀觸控區(第一圖未示)控制該發光二極體亮度信號112的大小，或是以安裝在發光二極體燈具殼體上之一旋鈕(第一圖未示)等等方式(例如按鍵或聲控)控制該發光二極體亮度信號112的大小。該占空比總和之值並不限定為100，可為例如120或80或任何數值，端視該第一占空比之範圍與該第二占空比之範圍的加總；例如該第一占空比的數值介於10至90之間，該第二占空比的數值介於10至90之間，則該占空比總和的數值則介於20至180之間。

接著，該處理單元102計算該第一占空比除以該占空比總和之值，再乘以該第一發光二極體單元202的色溫值，以得到一第一色溫值；該處理單元102計算該第二占空比除以該占空比總和之值，再乘以該第二發光二極體單元204的色溫值，以得到一第二色溫值。此部份說明容後以方程式方式說明。該第一發光二極體單元202的色溫值例如為5500K或6000K(冷白色)，該第二發光二極體單元204的色溫值例如為1700K或3000K(暖白色)。

該發光二極體色溫信號產生單元110傳送一發光二極體色溫信號114至該處理單元102，藉以通知該處理單元102該發光二極體裝置20的色溫值；該第一色溫值加上該第二色溫值即等於該發光二極體裝置20的色溫值。

例如，可藉由安裝在發光二極體燈具殼體上之一旋鈕(第一圖未示)控制該發光二極體色溫信號114的大小，或是以安裝在發光二極體燈具殼體上之一條狀觸控區(第一圖未示)等等方式(例如按鍵或聲控)控制該發光二極體色溫信號114的大小。

藉由上述步驟，該處理單元102即可計算出該第一占空比及該第二占空比；茲以方程式方式詳細說明如下：該第一占空比+該第二占空比=該占空比總和，(該第一占空比/該占空比總和)*該第一發光二極體單元202的色溫值=該第一色溫值，(該第二占空比/該占空比總和)*該第二發光二極體單元204的色溫值=該第二色溫值， 該第一色溫值+該第二色溫值=該發光二極體裝置20的色溫值，若以數學代號簡示如下：假設該第一占空比為X，該第二占空比為Y，該占空比總和為Z，該第一發光二極體單元202的色溫值為A1，該第二發光二極體單元204的色溫值為A2，則：X+Y=Z

(X/Z)*A1=該第一色溫值

(Y/Z)*A2=該第二色溫值

又由：該第一色溫值+該第二色溫值=該發光二極體裝置20的色溫值，可將上兩式整合為：(X/Z)*A1+(Y/Z)*A2=該發光二極體裝置20的色溫值

因此，綜上所述，可得到下列兩個方程式：X+Y=Z

(X/Z)*A1+(Y/Z)*A2=該發光二極體裝置20的色溫值

其中，占空比總和(Z)係由上述該發光二極體亮度信號112可決定，該第一發光二極體單元202的色溫值(A1)為定值(例如上述之5500K)，該第二發光二極體單元204的色溫值(A2)亦為定值(例如上述之3000K)，而該發光二極體裝置20的色溫值係由上述該發光二極體色溫信號114所決定。因此，該第一占空比(X)與該第二占空比為(Y)將可被求得。

例如，該第一發光二極體單元202的色溫值(A1)為上述之5500K，該第二發光二極體單元204的色溫值(A2)為上述之3000K，則：X+Y=Z

5500*(X/Z)+3000*(Y/Z)=該發光二極體裝置20的色溫值

茲以該占空比總和(Z)為80、100與120，及該發光二極體裝置20的色溫值為3750K、4250K與4750K為例子舉例如下：若該占空比總和(Z)為80且該發光二極體裝置20的色溫值為3750K，則：X+Y=80

5500*(X/80)+3000*(Y/80)=3750

則可求得X=24且Y=56；即該第一發光二極體單元202需被以導通時間(占空比)為百分之24之脈波寬度調變信號所驅動，而該第二發光二極體單元204需被以導通時間(占空比)為百分之56之脈波寬度調變信號所驅動，即可達成該占空比總和(即該發光二極體裝置20的亮度強度)為80且該發光二極體裝置20的色溫值為3750K。

其餘各數值計算類似，故於此不再贅述，惟在此舉出其數值為(按照Z、該發光二極體裝置20的色溫值、X、Y的順序)：100、3750、30、70；120、3750、36、84；80、4250、40、40；100、4250、50、50；120、4250、60、60；80、4750、56、24；100、4750、70、30；120、4750、84、36。

最後，依據該第一占空比，該處理單元102通知該第一發光二極體驅動單元104以驅動該第一發光二極體單元202；依據該第二占空比，該處理單元102通知該第二發光二極體驅動單元106以驅動該第二發光二極體單元204。

本發明之功效在於可多樣化地調整發光二極體裝置的色溫及亮度；其中發光二極體裝置包含兩個以上不同色溫之發光二極體。

再者，本發明可先調整亮度，亮度固定之後再調整色溫；或是先調整色溫，色溫固定之後再調整亮度；此部份可由上述例子或方程式可得知，例如先固定亮度為80，則若調整色溫為3750K、4250K或4750K，則產生對應之該第一占空比(X)與該第二占空比(Y)分別為：24與56，40與40，56與24；又例如先固定色溫為3750K，則若調整亮度為80、100或120，則產生對應之該第一占空比(X)與該第二占空比(Y)分別為：24與56，30與70，36與84。該發光二極體裝置20之亮度與色溫被調整之數值不以上述為限，可被調整成任何數值，惟仍應受限於該第一發光二極體單元202及該第二發光二極體單元204之亮度與色溫之極值。

然以上所述者，僅為本發明之較佳實施例，當不能限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾等，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍意圖保護之範疇。綜上所述，當知本發明已具有產業利用性、新穎性與進步性，又本發明之構造亦未曾見於同類產品及公開使用，完全符合發明專利申請要件，爰依專利法提出申請。

10‧‧‧可調整色溫及亮度之發光二極體驅動裝置

20‧‧‧發光二極體裝置

102‧‧‧處理單元

104‧‧‧第一發光二極體驅動單元

106‧‧‧第二發光二極體驅動單元

108‧‧‧發光二極體亮度信號產生單元

110‧‧‧發光二極體色溫信號產生單元

112‧‧‧發光二極體亮度信號

114‧‧‧發光二極體色溫信號

202‧‧‧第一發光二極體單元

204‧‧‧第二發光二極體單元

Claims (10)

1. 一種可調整色溫及亮度之發光二極體驅動裝置，係應用於一發光二極體裝置，該發光二極體裝置包含一第一發光二極體單元及一第二發光二極體單元，該可調整色溫及亮度之發光二極體驅動裝置包含：一處理單元；一第一發光二極體驅動單元，該第一發光二極體驅動單元電性連接至該第一發光二極體單元及該處理單元；一第二發光二極體驅動單元，該第二發光二極體驅動單元電性連接至該第二發光二極體單元及該處理單元；一發光二極體亮度信號產生單元，該發光二極體亮度信號產生單元電性連接至該處理單元；及一發光二極體色溫信號產生單元，該發光二極體色溫信號產生單元電性連接至該處理單元，其中該發光二極體亮度信號產生單元傳送一發光二極體亮度信號至該處理單元，藉以通知該處理單元該第一發光二極體單元被驅動時的一第一占空比與該第二發光二極體單元被驅動時的一第二占空比的一占空比總和；該處理單元計算該第一占空比除以該占空比總和之值，再乘以該第一發光二極體單元的色溫值，以得到一第一色溫值；該處理單元計算該第二占空比除以該占空比總和之值，再乘以該第二發光二極體單元的色溫值，以得到一第二色溫值；該發光二極體色溫信號產生單元傳送一發光二極體色溫信 號至該處理單元，藉以通知該處理單元該發光二極體裝置的色溫值；該第一色溫值加上該第二色溫值等於該發光二極體裝置的色溫值；藉此，該處理單元計算出該第一占空比及該第二占空比；依據該第一占空比，該處理單元通知該第一發光二極體驅動單元以驅動該第一發光二極體單元；依據該第二占空比，該處理單元通知該第二發光二極體驅動單元以驅動該第二發光二極體單元。
2. 如申請專利範圍第1項所述之可調整色溫及亮度之發光二極體驅動裝置，其中該處理單元係為一微處理器。
3. 如申請專利範圍第1項所述之可調整色溫及亮度之發光二極體驅動裝置，其中該處理單元係為一微控制器。
4. 如申請專利範圍第1項所述之可調整色溫及亮度之發光二極體驅動裝置，其中該第一發光二極體驅動單元係為一脈波寬度調變發光二極體驅動電路。
5. 如申請專利範圍第1項所述之可調整色溫及亮度之發光二極體驅動裝置，其中該第二發光二極體驅動單元係為一脈波寬度調變發光二極體驅動電路。
6. 如申請專利範圍第1項所述之可調整色溫及亮度之發光二極體驅動裝置，其中係藉由一條狀觸控區控制該發光二極體亮度信號的大小。
7. 如申請專利範圍第1項所述之可調整色溫及亮度之發光二極體驅動裝置，其中係藉由一旋鈕控制該發光二極體色溫信號的大小。
8. 如申請專利範圍第1項所述之可調整色溫及亮度之發光二極體驅動裝置，其中該第一占空比的數值介於10至90之間，該第二占空比的數值介於10至90之間，該占空比總和的數值介於20至180之間。
9. 如申請專利範圍第1項所述之可調整色溫及亮度之發光二極體驅動裝置，其中該第一發光二極體單元的色溫值為6000K。
10. 如申請專利範圍第1項所述之可調整色溫及亮度之發光二極體驅動裝置，其中該第二發光二極體單元的色溫值為1700K。