TWI583249B - 可調色溫的發光模組與調光系統以及可調整發光模組之發光色溫的控制模組 - Google Patents

Description

可調色溫的發光模組與調光系統以及可調整發光模組之發光色溫的控制模組

本發明係關於一種可調色溫的發光模組與調光系統以及可調整發光模組之發光色溫的控制模組，特別是一種以混光的方式調整色溫的可調色溫的發光模組與調光系統以及可調整發光模組之發光色溫的控制模組。

由於環保意識的抬頭，使用者逐漸感受到節能減碳的重要性，因此在目前，低能耗且壽命長的發光二極體的市占率逐年地提升。但是，發光二極體雖然環保，但在使用上卻有其力有未逮之處。發光二極體本身是單色光源，而自然界的白光的光譜則是包含各種顏色，所以發光二極體很難完全達到如自然光的效果。換句話說，發光二極體的演色性仍待加強。

一般在發光二極體的控制上會希望可以調整發光二極體發出光之色溫以因應不同的要求，舉例來說，像栽種植物可以細分為不同階段，且在不同階段若配合具有不同色溫的生長光線將可適時地影響植物的生理變化，使得植物的生長更有效率。例如，藍光可促進植物葉片打開底下的氣孔，而紅光則可促進植物的光合作用。

而最直接能夠改變發光色溫的方法，就是設定發光二極體的電流，但發光二極體發出的光之特性與電流並不成線性關系。若在使用中須要調變色溫，以線性電路產生所需控制訊號的改變恐較難達至預期相對應的色溫變化。另一種改變發光二極體發光的方法是快速開關發光二極體。最常見的作法是利用脈衝寬度調變（Pulse width modulation, PWM），在每個開關週期內，改變導通與關閉的時間比例，改變流經發光二極體的平均電流，從而控制發光二極體的發光特性。但快速開關發光二極體牽涉到發光二極體驅動電路的控制時序，在實作上較為複雜。且當驅動到多種控制模式時，勢必會提高驅動積體電路（driving integrated circuit, driving IC）的成本。

本發明在於提供一種可調色溫的發光模組與調光系統以及可調整發光模組之發光色溫的控制模組，以克服前述控制採用發光二極體之發光模組在控制發光色溫上的困難之處，而能以低成本與簡易的控制手段切換發光色溫。

本發明所揭露的一種可調色溫的調光系統，包含發光模組與控制模組。控制模組耦接發光模組。發光模組包含多個串聯的發光單元。發光單元包含第一發光二極體、第二發光二極體與開關單元。開關單元串聯第二發光二極體。串聯的第二發光二極體與開關單元並聯於第一發光二極體。第一發光二極體發出的光具有第一色溫。第二發光二極體發出的光具有第二色溫。開關單元係依據控制信號而選擇性地導通。控制模組選擇性地致能發光單元，以使發光單元依照預設順序發光。其中，當控制模組致能其中一發光單元時，控制模組導通第一發光二極體。

本發明所揭露的一種可調色溫的控制模組，適於控制發光模組選擇性地發光。發光模組接收輸入電壓且包含M+2個發光單元，其中一發光單元包含第一發光二極體及串聯的第二發光二極體與開關單元。串聯的第二發光二極體與開關單元並聯於第一發光二極體。第一發光二極體發出的光具有第一色溫，第二發光二極體發出的光具有第二色溫。控制模組包含M個第一控制單元、偵測單元、電流控制單元與色溫調變單元。每一第一控制單元包含第一開關元件。第一開關元件並聯第2個發光單元至第M+1個發光單元中對應的其中之一。電流控制單元耦接第M個第一控制單元與偵測單元。第一開關元件用以選擇性地提供旁通電流路徑。偵測單元用以偵測輸入電壓的電壓值，以產生電流偵測訊號。電流控制單元依據電流偵測訊號，控制第M個第一控制單元是否提供預設電壓至第M個第一控制單元中的第一開關元件以選擇性地提供旁通電流路徑。色溫調變單元用以選擇性地提供控制信號以選擇性地導通開關單元。其中當第M個第一控制單元中的第一開關元件不提供旁通電流路徑時，第M個第一控制單元更依據輸入電壓的電壓值，選擇性地控制第M-1個第一控制單元提供預設電壓至第M-1個第一控制單元中的第一開關元件，M為大於1的正整數。

本發明所揭露的一種可調色溫的發光模組，包含發光串列、第二發光二極體與開關單元。發光串列包含多個依序串聯的第一發光二極體。第二發光二極體耦接發光串列。開關單元串聯第二發光二極體，且串聯的第二發光二極體與開關單元並聯至少一第一發光二極體。每一第一發光二極體發出的光具有第一色溫。第二發光二極體發出的光具有第二色溫。開關單元係依據控制信號選擇性地導通。其中，發光串列係受控於控制模組而依照預設順序被選擇性地導通。

綜上所述，本發明提供了一種可調色溫的發光模組與調光系統以及可調整發光模組之發光色溫的控制模組，藉著選擇性地導通第二發光二極體，以選擇性地發出具有第二色溫的光。此具有第二色溫的光與原具有第一色溫的光混合成具有所欲色溫的光。藉此，解決了過往發光二極體演色性不足的問題，且在控制上也不需為了不同色溫而設定不同的控制時序或控制模式，從而避免增加額外的成本。

以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。

請參照圖1，圖1係為根據本發明一實施例所繪示之調光系統的功能方塊圖。如圖1所示，可調色溫的調光系統1包含發光模組12與控制模組14，發光模組12耦接控制模組14，且發光模組12與控制模組14耦接於電源2，電源2用以提供輸入電壓Vin。發光模組12包含發光單元122a~122e，發光單元122a~122e依序串聯。其中，發光單元122a、122b形成第一發光群組，而發光單元122c~122e形成第二發光群組。

以發光單元122a來說，發光單元122a包含第一發光二極體D1_2、第二發光二極體D2_1與開關單元SW1。第二發光二極體D2_1串聯開關單元SW1，且串聯的第二發光二極體D2_1與開關單元SW1並聯於第一發光二極體D1_1。發光單元122b也具有相仿於發光單元122a的結構，於此則不再贅述。其中，第一發光二極體D1_2、D1_4發出的光具有第一色溫，第二發光二極體D2_1、D2_2發出的光具有第二色溫，而開關單元SW_1係依據控制信號S2而選擇性地導通。發光單元122c~122e分別包含第一發光二極體D1_1、D1_3、D1_5。第一發光二極體D1_1、D1_3、D1_5發出的光具有第一色溫。而在一實施例中，發光單元122a、122b也可不具有開關單元SW1、SW2，亦即第一發光二極體D1_2並聯第二發光二極體D2_1，第一發光二極體D1_4並聯第二發光二極體D2_2。從另一種角度來看，第一發光二極體D1_1~D1_5係形成一發光串列，串聯的第二發光二極體D2_1與開關單元SW1或串聯的第二發光二極體D2_2與開關單元SW2係分別並聯於第一發光二極體D1_1~D1_5的其中之一與其中之另一。

需注意的是，在圖1所述的實施例中，各元件的數量並不以圖1上所繪為限。例如可調色溫的調光系統1可包含有M個第一發光二極體，而其他元件的數量亦可相應地增減。此外，在圖1所述的實施例中，發光單元122a~122e的串聯順序也不以圖式上為限。從另一個角度來說，串聯的第二二極體D2_2與開關單元SW2也可改為並聯於第一發光二極體D1_5或並聯於串聯的第一發光二極體D1_4與第一發光二極體D1_5。

控制模組14係用以依照一預設順序導通第一發光二極體D1_1~D1_5。在一實施例中，控制模組14係依據控制信號S1的指示而週期性地依序導通第一發光二極體D1_1~D1_5。當第一發光二極體D1_1~D1_5被導通時，第一發光二極體D1_1~D1_5被流經的一驅動電流驅動而發光。在一個導通週期中，第一發光二極體D1_1、D1_5係最先且同時被控制模組14導通，然後控制模組14接著點亮第一發光二極體D1_2，然後第一發光二極體D1_3，最後第一發光二極體D1_5。所屬技術領域具有通常知識者應可理解在一導通週期的後半段，控制模組14係以相反的順序停止導通第一發光二極體D1_1~D1_5。在另一實施例中，控制模組14係週期性地先導通第一發光二極體D1_1，再導通第一發光二極體D1_2，接著導通第一發光二極體D1_3，然後導通第一發光二極體D1_4，最後導通第一發光二極體D1_5。上述僅為舉例示範，所屬技術領域具有通常知識者經詳閱本說明書後當可自由設計第一發光二極體D1_1~D1_5的導通順序。

於實務上，控制模組14可以藉由選擇性地提供旁通路徑的方式來選擇性地導通第一發光二極體D1_1~D1_5。在一實施例中，以第一發光二極體D1_3來說，控制模組14提供一並聯於第一發光二極體D1_3的旁通路徑，以使驅動電流改道旁通路徑而不流經第一發光二極體D1_3，此時第一發光二極體D1_3不導通且不發光。而當控制模組14不提供並聯於第一發光二極體D1_3的旁通路徑時，驅動電流流經第一發光二極體D1_3，第一發光二極體D1_3依據驅動電流的大小而選擇性地發光。而控制模組14可藉由類似於上述的方式選擇性地導通第一發光二極體D1_1、D1_2、D1_4、D1_5，於此則不再重複贅述。

請參照圖2A以對控制模組14的其中一種實施態樣進行進一步的說明，圖2A係為根據本發明一實施例所繪示之控制模組的功能方塊圖。如圖2A所示，控制模組14包含第一控制單元144a~144c、偵測單元146與電流控制單元148。第一控制單元144a~144c分別包含第一控制開關1442a~1442c。第一控制開關1442a~1442c分別並聯第一發光二極體D1_2~D1_4。電流控制單元148耦接第一控制單元144c與偵測 單元146。

第一控制單元144a~144c用以選擇性地提供旁通電流路徑予第一發光二極體D1_2~D1_4。更具體地來說，第一控制單元144a~144c選擇性地提供預設電壓給第一控制開關1442a~1442c，當第一控制開關1442a~1442c接收到所述的預設電壓時，第一控制開關1442a~1442c被導通，從而形成所述的旁通電流路徑。如圖所示，第一控制開關1442a~1442c分別並聯於第一發光二極體D1_2~D1_4，因此當第一控制開關1442a~1442c被導通時，原本流經第一發光二極體D1_2~D1_4的電流改為流向對應的旁通電流路徑，而使得第一發光二極體D1_2~D1_4不發光。

偵測單元146用以偵測輸入電壓Vin通過發光二極體及其並聯的開關元件的總電流值Isys，以產生電流偵測訊號Vsys。在此實施例中，偵測單元146係根據電流Isys而產生電流偵測訊號Vsys。其中，偵測單元146例如是一電阻，電流Isys例如是流經第一發光二極體串列D1_1~D1_5的電流，電流偵測訊號Vsys例如為電流Isys流經偵測單元146所產生的電壓訊號。事實上所屬技術領域具有通常知識者經詳閱本說明書後當可自由設計偵測單元146的偵測方式，電流偵測訊號Vsys除了是電壓訊號之外亦可被置換為一電流訊號或其他類型的訊號，在此並不加以限制。

電流控制單元148依據電流偵測訊號Vsys控制第一控制單元144c是否提供預設電壓至第一控制開關1442c，以選擇性地導通第一控制開關1442c而選擇性地提供旁通電流路徑。

而當第一控制單元144c不以第一控制開關1442c提供旁通電流路徑時，第一控制單元144c更依據輸入電壓Vin的電壓值，選擇性地控制第一控制單元144b提供預設電壓至第一控制開關1442b，以選擇性地導通對應的旁通電流路徑。更具體地來說，當輸入電壓Vin 大於對應的預設閥值時，第一控制單元144c控制第一控制單元144b不導通第一控制開關1442b，以不提供相應的旁通電流路徑。如前述地，此時電流流經第一發光二極體D1_4而使第一發光二極體D1_4發光。

同理，當第一控制單元144b中的第一控制開關1442b不提供旁通電流路徑時，第一控制單元144b更依據輸入電壓Vin的電壓值，選擇性地控制第一控制單元144a提供預設電壓至第一控制開關1442a。所屬技術領域具有通常知識者當可理解，在可調色溫的調光裝置1具有M個第一控制單元與M個第一發光二極體的實施例中，當第i個第一控制單元不提供旁通電流路徑時，第i個第一控制單元更依據輸入電壓Vin的電壓值，選擇性地控制第i-1個第一控制單元提供旁通電流路徑。其中i是為大於1但不大於M的正整數。

請接著參照第2B圖以對發光裝置的電路進行更詳細的介紹，圖2B係為根據本發明圖2A所繪示之控制模組之至少部分元件的電路示意圖。如第2B圖所示，第一控制單元144a、第一控制單元144b與第一控制單元144c均包含多個組件。以第一控制單元144c來說，第一控制單元144c更包含了定電流源1444c、第一電阻1446c與開關元件1448c。而電流控制單元148在此實施例中包含一壓控電流源1482。

其中，定電流源1444c耦接於輸入電壓Vin與第一節點N1c之間。第一電阻1446c兩端分別耦接第一節點N1c與第二節點N2c。開關元件1448c耦接第一節點N1c與第一控制單元144b的第一節點N1b。開關元件1448c受控於第二節點N2c的電壓而選擇性地導通第一節點N1c與第一節點N1b，以選擇性地導通對應的分流路徑。其中，第二節點N2c的電壓係為於輸入電壓Vin分壓至第二節點N2c的電壓。

此外，第一控制開關1442c的兩端分別電性連接第二節點N2c與第一控制單元144b中的第二節點N2b，第一控制開關1442c 的控制端則耦接至第一節點N1c。且如圖所示，第一發光二極體D1_4的陰極端耦接至第二節點N2c，而第一發光二極體D1_4的陽極端耦接至第二節點N2b。因此，第一控制開關1442c受控於第一節點N1c的電壓而選擇性地導通第二節點N2c與第二節點N2b成所述的旁通電流路徑。

在圖2B所對應的實施例中，第一發光二極體D1_1~D1_5係分別對應於多個關聯於輸入電壓Vin的預設閥值。當輸入電壓Vin大於對應的預設閥值時，第一發光二極體D1_1~D1_5才會對應地被點亮發光。且其中第一發光二極體D1_2~D1_4所分別對應的預設閥值的相對大小係為遞減。換句話說，第一發光二極體D1_4對應的預設閥值小於第一發光二極體D1_3對應的預設閥值，第一發光二極體D1_3對應的預設閥值小於第一發光二極體D1_2對應的預設閥值。因此隨著輸入電壓Vin增加，第一發光二極體D1_1、D1_5會先被點亮，接著是第一發光二極體D1_4，然後是第一發光二極體D1_3，最後是第一發光二極體D1_2。

更具體地來說，當輸入電壓Vin分壓至第二節點N2c的電壓大於對應的預設閥值時，第一控制單元144c導通對應的分流路徑，而且此時電流控制單元148依據電流偵測訊號Vsys對應地增加控制電流Icon以引導第一控制單元144b的輸出電流流至第一控制單元144c中的分流路徑。換句話說，此時定電流源1444b的輸出電流係被引導至第一控制單元144c中的分流路徑，第一控制開關1442b不導通而使第一發光二極體D1_3發光。而當第一控制單元144c不導通對應的分流路徑時，第一控制單元144b的定電流源1444b的輸出電流流經第一電阻1446b並提供預設電壓至第一節點N1b，且導通第一控制開關1442b，從而導通旁通電流路徑。此時，第一發光二極體D1_3不發光。

換句話說，當輸入電壓Vin的電壓值逐漸增大時，除了 第一控制單元144c會依據輸入電壓Vin以及控制電流Icon選擇性地提供對應的旁通電流路徑之外，第一控制單元144c、第一控制單元144b依序依據輸入電壓Vin導通對應的分流路徑，電流控制單元148則對應增加分流路徑上的控制電流Icon的電流大小，以對應點亮第一發光二極體D1_3或第一發光二極體D1_2。同理，當輸入電壓Vin的電壓值逐漸減小時，第一控制單元144b、第一控制單元144c依序依據輸入電壓Vin斷開對應的分流路徑，電流控制單元148對應降低控制電流Icon的電流大小，並使第一發光二極體D1_2、D1_3依序不發光。然後第一控制單元144c會依據輸入電壓Vin以及控制電流Icon提供對應的旁通電流路徑以使第一發光二極體D1_4不發光。最後則是第一發光二極體D1_1、D1_5不發光。

而在一實施例中，控制模組14更包含有色溫調變單元149。色溫調變單元149耦接輸入電壓Vin，並用以產生控制信號S2、S3。而在另一實施例中，色溫調變單元149更接收控制信號S1，以依據控制信號S1所指示的控制時序調整控制信號S2、S3，以使第二發光二極體D2_1、D2_2能對應於第一發光二極體D1_1~D1_5的發光順序而選擇性地發光。

延續前述，請再參照圖1，開關單元SW1、SW2係依據控制信號S2、S3選擇性地導通。如圖1所示，以開關單元SW1來說，當開關單元SW1被控制信號S2導通時，若忽略開關單元SW1的導通電壓不計，第二發光二極體D2_1相當於並聯於第一發光二極體D1_2。此時，第二發光二極體D2_1依據流經第一發光二極體D1_2的分流電流而選擇地發光。而如前述地，由於第一發光二極體D1_2係依據控制模組14的指示選擇性地而導通，此時才有導通電流流經第一發光二極體D1_2。換句話說，當開關單元SW1被導通時，第二發光二極體D2_1等同於更依據控制模組14的指示而選擇性地導通發光。而此時，第一發光二極體D1_2與第二發光二極體D2_1的發光強弱係關聯於分流電流的大小，但分流電流係佔驅動電流的多少比例則視並聯的兩二極體的導通電壓而定，在此並不加以限制。

於前述中，控制信號S2、S3可以是相同的控制信號或不同的控制信號，換句話說，開關單元SW1、SW2可以同時導通或不同時導通，在此並不加以限制。而配合於開關單元SW1、SW2的導通與否以及第一色溫與第二色溫的差異，調光系統1得以調配出具有所欲平均色溫的光。

請接著參照第3A、3B、3C圖，圖3A係為根據本發明一實施例調光系統發出之第一輸出光的光譜示意圖，圖3B係為根據本發明圖3A所揭示之調光系統之第二輸出光的光譜示意圖，圖3C係為根據本發明圖3A所揭示之調光系統之第三輸出光的光譜示意圖。在一實施例中，第一發光二極體D1_1~D1_5係為紅光發光二極體，第二發光二極體D2_1、D2_2係為藍光發光二極體。第一發光二極體D1_1~D1_5與第二發光二極體D2_1、D2_2的詳細對應關係如下表所示： <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="_0017"><TBODY><tr><td> 第一發光二極體 </td><td> D1_1 </td><td> D1_2 </td><td> D1_3 </td><td> D1_4 </td><td> D1_5 </td></tr><tr><td> 發光顏色 </td><td> 紅 </td><td> 紅 </td><td> 紅 </td><td> 紅 </td><td> 紅 </td></tr><tr><td> 第二發光二極體 </td><td> NA </td><td> D2_1 </td><td> NA </td><td> D2_2 </td><td> NA </td></tr><tr><td> 發光顏色 </td><td> NA </td><td> 藍 </td><td> NA </td><td> 藍 </td><td> NA </td></tr></TBODY></TABLE>

需注意的是，所述的紅光或藍光係為相對發光顏色的差異，在此並不限制紅光或藍光的確切頻率為何。後續將以參考頻率fR、fB、fG進行比較。其中，參考頻率fR係為紅光的參考頻率、參考頻率fB係為藍光的參考頻率、參考頻率fG係為綠光的參考頻率，且參考頻率fR小於參考頻率fG，而參考頻率fG小於參考頻率fB。此外，所屬技術領域具有通常知識者當可理解，由於使用材料不同或結構不相同，第一發光二極體D1_1~D1_5與第二發光二極體D2_1、D2_2所具有的導通電壓並不相同，相關細節於此不予贅述。

當開關單元SW1、SW2都不導通時，調光系統1輸出第一輸出光，第一輸出光的光譜係如圖3A所示。由於當開關單元SW1、SW2不導通時，調光系統1僅以第一發光二極體D1_1~D1_5發光，因此第一輸出光基本上為紅光。換句話說，第一輸出光的能量集中於紅光的參考頻率fR，因此第一輸出光的光譜在紅光的參考頻率fR附近具有一峰值PR1。

而當開關單元SW1、SW2同時導通時，調光系統1發出第二輸出光，第二輸出光的光譜係如圖3B所示。此時，第二發光二極體D2_1依據第一發光二極體D1_2之驅動電流的分流電流而選擇性地發光，第二發光二極體D2_2依據第一發光二極體D1_4之驅動電流的分流電流而選擇性地發光。同時，流經第一發光二極體D1_2、D1_4的驅動電流因分流出分流電流而減少。因此，平均來說，此時調光系統1發出的第二輸出光的紅光成分相較於第一輸出光則有所減少，且藍光成分相較於第一輸出光則有所增加。其中，第二輸出光的能量係集中於靠近紅光的參考頻率fR與藍光的參考頻率fB附近，因此第二輸出光的光譜在參考頻率fR的附近與參考頻率fB的附近分別具有峰値PR、PB。

而當開關單元SW1、SW2只有其中之一導通時，調光系統1發出第三輸出光，第三輸出光的光譜係如圖3C所示。同樣地，平均來說，第三輸出光的紅光成分比第一輸出光來的少，但藍光成分較第一輸出光來的多。但是由於第一發光二極體D1_2、D1_4其中之一的驅動電流並未被分流來驅動對應的第二發光二極體D2_1、D2_2，因此第三輸出光的紅光成分比第二輸出光來的多，而藍光成分較第二輸出光來的少。因此，峰値PR1會大於峰値PR3，峰値PR3會大於峰値PR2。而峰値PB2會大於峰値PB3。

因此，由圖3A、圖3B與圖3C及相關敘述，當導通開關單元SW1、SW2的至少其中之一時，調光系統1的輸出光的藍光成分增加而紅光成分減少。而當開關單元SW1、SW2的導通數量增加時，調光系統1的輸出光的藍光成分與紅光成分之增減會更加地明顯。

而如前述地，由於第一發光二極體D1_1~D1_5與第二發光二極體D2_1、D2_2所具有的導通電壓並不相同，因此當開關單元SW1、SW2導通時，第一發光二極體D1_1~D1_5與第二發光二極體D2_1、D2_2的跨壓與發光亮度也並不相同。在一實施例中，調光系統1還可藉由調整控制訊號S2、S3來調整第二發光二極體D2_1、D2_2的跨壓，以調整第二發光二極體D2_1、D2_2所發出的光。更詳細地來說，在一實施例中，開關單元SW2、SW3係為金屬氧化物半導體電晶體，開關單元SW2、SW3的閘極接收控制訊號S2、S3，控制訊號S2、S3的電壓係受控於外部裝置或控制模組14。當控制訊號S2、S3的電壓準位被改變時，開關單元SW2、SW3汲極與源極的電位差也連帶地改變，從而改變了第二發光二極體D2_1、D2_2的跨壓，並改變了第二發光二極體D2_1、D2_2所發出的光。

此外，在一實施例中，第一發光二極體D1_5係被置換為另一個第二發光二極體。此時，即使開關單元SW1、SW2都不導通，調光系統1仍能發出具有藍光成分的輸出光。同理，在這樣的實施例中，亦能再以第一發光二極體並聯於此第二發光二極體，並藉由選擇性地導通對應的開關單元來調整調光系統1的輸出光的各色光成分。

除了以第一發光二極體D1_1~D1_5與第二發光二極體D2_1、D2_2來發出具有第一色溫的光與第二色溫的光，調光系統1還可包含第三發光二極體，並藉由第三發光二極體發出具有第三色溫的光。所述的第三發光二極體可以位於前述的發光串列中，也可以與開關單元並聯於第一發光二極體D1_1~D1_5的其中之一個而形成類似於發光單元122a、122b的結構。

請再參照圖4A與圖4B，圖4A係為根據本發明另一實施例調光系統發出之第四輸出光的光譜示意圖，圖4B係為根據本發明圖4A所揭示之調光系統發出之第六輸出光的光譜示意圖。在圖4A與圖4B所對應的實施例中第一發光二極體D1_1~D1_3、D1_5係為紅光發光二極體，第一發光二極體D1_4被置換第二發光二極體D2_3。而第二發光二極體D2_2被置換為係為第三發光二極體D3_1。其中，第二發光二極體2_3係為藍光發光二極體，且發出的光具有第二色溫，第三發光二極體D3_1係為綠光發光二極體，且發出的光具有第三色溫。各發光二極體的相對關係整理如下表： <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="_0018"><TBODY><tr><td> 第一發光二極體 </td><td> D1_1 </td><td> D1_2 </td><td> D1_3 </td><td> D2_3 </td><td> D1_5 </td></tr><tr><td> 發光顏色 </td><td> 紅 </td><td> 紅 </td><td> 紅 </td><td> 藍 </td><td> 紅 </td></tr><tr><td> 第二發光二極體 </td><td> NA </td><td> D2_1 </td><td> NA </td><td> D3_1 </td><td> NA </td></tr><tr><td> 發光顏色 </td><td> NA </td><td> 藍 </td><td> NA </td><td> 綠 </td><td> NA </td></tr></TBODY></TABLE>

如前述地，當開關單元SW1、SW2都不導通時，調光系統1發出第四輸出光。第四輸出光包含有紅光成分與藍光成分，且如圖4A所示，第四輸出光的光譜在紅光參考頻率fR與藍光的參考頻率fB附近分別具有峰値PR4、PB4。而當只有開關單元SW1導通時，調光系統1輸出第五輸出光，第五輸出光的光譜在紅光參考頻率fR與藍光的參考頻率fB附近分別具有峰値PR5、PB5。相較於第四輸出光，第五輸出光的紅光成分減少且增加了藍光成分。峰值PR4較峰值PR5高，且峰值PB4較峰值PB5低。

而當只有開關單元SW2導通調光系統1輸出第六輸出光，第六輸出光的光譜係如圖4B所示。第六輸出光的光譜在紅光參考頻率fR、藍光的參考頻率fB與綠光的參考頻率fG附近分別具有峰値PR6、PB6、PG6。相較於第四輸出光，第六輸出光的藍光成分減少且增加了綠光成分。峰值PB4較峰值PB6高，峰值PR4與峰值PR6大約相等。

而當開關單元SW1、SW2都導通，調光系統1輸出第七輸出光，第七輸出光的光譜在紅光參考頻率fR、藍光的參考頻率fB與綠光的參考頻率fG附近分別具有峰値PR7、PB7、PG7。相較於第四輸出光，第七輸出光的紅光成分減少，藍光成分大致相等，而綠光成分增加。換句話說，峰值PR4較峰值PR7高，且峰值PB4大致上相等於峰值PB7。

因此，透過配置發光單元122a~122e中的發光二極體以及選擇性地切換開關單元SW1、SW2，即能調整調光系統1之輸出光中的各色成分，進而控制調光系統1之輸出光的平均色溫。而且，在控制上僅需針對開關單元SW1、SW2進行控制，不需大幅更動驅動積體電路。但如前述地，由於而分流電流係佔驅動電流的多少比例則視並聯的兩發光二極體的導通電壓而定，此係關聯於發光二極體的製備，因此在此並不細究各峰値PR1~PR7、PB2~PB7、PG6~PG7的確切大小，以及各色成分之比例。

上述各實施例僅為舉例示範，所述技術領域具有通常知識者經詳閱本說明書後當可理解將第一發光二極體D1_1~D1_5與第二發光二極體D2_1、D2_2置換成其他色光二極體的對應發光效果。

綜合以上所述，本發明提供了一種可調色溫的發光模組與調光系統以及可調整發光模組之發光色溫的控制模組。藉由並聯第二發光二極體與開關單元於第一發光二極體，在導通第一發光二極體以發出具有第一色溫的光之同時，選擇性地導通第二發光二極體，以選擇性地發出具有第二色溫的光。具有第二色溫的光與具有第一色溫的光混合成具有所欲色溫的光。藉著調整第一發光二極體與第二發光二極體兩者的發光個數或者是發光強度的比例，從而得以自由地控制發光的色溫。甚至，在一種實施例中，還可加入第三發光二極體，第三發光二極體可發出具有第三色溫的光，以更加提升色溫的可調範圍。藉此，不但解決了過往發光二極體演色性不足的問題，且在控制上只需控制對應的開關單元，也不需為了不同色溫而設定不同的控制時序或控制模式，從而避免增加額外的成本。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

1‧‧‧調光系統

12‧‧‧發光模組

122a~122e‧‧‧發光單元

14‧‧‧控制模組

144a~144c‧‧‧第一控制單元

1442a~1442c‧‧‧第一控制開關

1444a~1444c‧‧‧定電流源

1446a~1446c‧‧‧第一電阻

1448b~1448c‧‧‧開關元件

146‧‧‧偵測單元

148‧‧‧電流控制單元

1482‧‧‧壓控電流源

149‧‧‧色溫調變單元

2‧‧‧電源

D1_1~D1_5‧‧‧第一發光二極體

D2_1、D2_2、D2_3‧‧‧第二發光二極體

D3_1‧‧‧第三發光二極體

fR、fG、fB‧‧‧參考頻率

Icon‧‧‧控制電流

Isys‧‧‧電流

N1a~N1c‧‧‧第一節點

N2a~N2c‧‧‧第二節點

PB2~PB7‧‧‧峰值

PG6、PG7‧‧‧峰值

PR1~PR7‧‧‧峰值

SW1、SW2‧‧‧開關單元

S1~S3‧‧‧控制信號

Vsys‧‧‧電流偵測信號

Vin‧‧‧輸入電壓

圖1係為根據本發明一實施例所繪示之調光系統的功能方塊圖。 圖2A係為根據本發明一實施例所繪示之控制模組的功能方塊圖。 圖2B係為根據本發明圖2A所繪示之控制模組之至少部分元件的電路示意圖。 圖3A係為根據本發明一實施例調光系統發出之第一輸出光的光譜示意圖。 圖3B係為根據本發明圖3A所揭示之調光系統之第二輸出光的光譜示意圖。 圖3C係為根據本發明圖3A所揭示之調光系統之第三輸出光的光譜示意圖。 圖4A係為根據本發明另一實施例調光系統發出之第四輸出光的光譜示意圖。 圖4B係為根據本發明圖4A所揭示之調光系統發出之第六輸出光的光譜示意圖。

1‧‧‧調光系統

12‧‧‧發光模組

122a、122b、122c、122d、122e‧‧‧發光單元

14‧‧‧控制模組

2‧‧‧電源

D1_1、D1_2、D1_3、D1_4、D1_5‧‧‧第一發光二極體

D2_1、D2_2‧‧‧第二發光二極體

S1、S2、S3‧‧‧控制信號

SW1、SW2‧‧‧開關單元

Vin‧‧‧輸入電壓

Claims (9)

1. 一種可調色溫的調光系統，包含：一發光模組，包含多個發光單元，該些發光單元依序串聯，其中一該發光單元包含：一第一發光二極體，發出的光具有第一色溫；一第二發光二極體，發出的光具有第二色溫；以及一開關單元，串聯該第二發光二極體，串聯的該第二發光二極體與該開關單元並聯於該第一發光二極體，該開關單元係依據一控制信號而選擇性地導通；以及一控制模組，耦接該發光模組，選擇性地致能該些發光單元，以使該些發光單元依照一預設順序發光；其中，當該控制模組致能其中一該發光單元時，該控制模組導通該第一發光二極體。
2. 如請求項1所述之可調色溫的調光系統，其中另一該發光單元包含一第一發光二極體。
3. 如請求項1所述之可調色溫的調光系統，其中串聯的該些發光單元中的第一個該發光單元與最後一個該發光單元最先且同時被致能而發光。
4. 如請求項1所述之可調色溫的調光系統，其中該控制信號係來自該控制模組。
5. 一種可調色溫的控制模組，適於控制一發光模組選擇性地發光，該發光模組接收一輸入電壓且包含M+2個發光單元，其中一該發光單元包含一第一發光二極體及串聯的一第二發光二極體與一開關單元，串聯的該第二發光二極體與該開關單元並聯於該第一發光二極體，該第一發光二極體發出的光具有第一色溫，該第二發光二極體發出的光具有第二色溫，該控制模組包含：M個第一控制單元，每一該第一控制單元包含一第一開關元件，該第一開關元件並聯第2個發光單元至第M+1個發光單元中對應的其中之一，用以選擇性地提供一旁通電流路徑；一偵測單元，用以偵測該輸入電壓的電壓值，以產生一電流偵測訊號；一電流控制單元，耦接第M個第一控制單元與該偵測單元，依據該電流偵測訊號，控制第M個第一控制單元是否提供一預設電壓至該第M個第一控制單元中的該第一開關元件以選擇性地提供該旁通電流路徑；以及一色溫調變單元，用以選擇性地提供一控制信號以選擇性地導通該開關單元；其中當該第M個第一控制單元中的該第一開關元件不提供該旁通電流路徑時，該第M個第一控制單元更依據該輸入電壓的電壓值，選擇性地控制該第M-1個第一控制單元提供該預設電壓至該第M-1個第一控制單元中的該第一開關元件，M為大於1的正整數。
6. 如請求項5所述之可調色溫的控制模組，其中另一該發光單元包含一第一發光二極體。
7. 一種可調色溫的發光模組，包含：一發光串列，包含多個依序串聯的第一發光二極體，每一該第一發光二極體發出的光具有第一色溫；一第二發光二極體，耦接該發光串列，該第二發光二極體發出的光具有第二色溫；以及一開關單元，串聯該第二發光二極體，且串聯的該第二發光二極體與該開關單元並聯至少一該第一發光二極體，該開關單元係依據一控制信號選擇性地導通； 其中，該發光串列係受控於一控制模組而依照一預設順序被選擇性地導通。
8. 如請求項7所述之可調色溫的發光模組，其中該發光串列中的第一個該第一發光二極體與最後一個該第一發光二極體係最先且同時被導通。
9. 如請求項7所述之可調色溫的發光模組，其中該控制信號係來自該控制模組。