TWI584679B - 一種精準控制led之調光、調色裝置 - Google Patents

Description

一種精準控制LED之調光、調色裝置

本發明係有關於一種精準調光、調色的設計，特別是指一種精準控制LED之調光、調色裝置。

相較於一般顯示照明與LED顯示之照明來比較，該LED在特性上即佔據了許多優點，且隨著科技進步，LED的優勢已漸漸取代傳統照明燈具的使用，同時大眾所熟知的電子產生上，例如，指示燈、螢幕、路燈等等，都顯示出LED燈可運用在各類的電子用品上，同時該LED更具有無需暖燈等待時間、反應速度快、體機小、用電省等等優點，然而若是採用調幅模式控制電流以調整LED照明模組方式將光照輸出，其雖具有高調光效應，然而雖具有高調光效用，但其過程中可能會導致該LED模組在光照時產生人眼可察覺的色差；再者，亦或採用另一調變模式控制電流以調整該LED照明模式，其雖可解決誤差問題，但在該調變模式下所產生之調光效力又遠低於調幅模式效力，同時更無法達到精準的調光、調色的控制，實有待改進，有鑒於此，故有本案之研發。

因此，本發明之目的，是在提供一種精準控制LED之調光、調色裝置，其主要藉由簡單的架構來調整LED之亮度與色溫，藉此可使顯示裝置任意於制定點產生明滅光照與顏色變化等作用。

於是，本發明一種精準控制LED之調光、調色裝置，其運用於一顯示裝置上之向外顯示出光的亮度與顏色進行調節控制用，而該調光、調色裝置包含有一全頻譜調光控制單元，以及至少一光耦合器；其中，該全頻譜調光控制單元具有一接收一操作訊號之中央處理器，以及一與該中央處理器連接之定時器，以使該中央處理器可針對所接之操作訊號進行分析、判別後，並對應輸出一控制訊號連結至該定時器，以使該定時器針對控制訊號進行時間週期的調變設定值的設定，且將該調變設定值訊號輸出；另，該光耦合器係與外部電源耦接，且針對耦接之外部電源進行電、光、電的轉換，以連動至該顯示裝置產生出光態樣，同時該光耦合器可接收該定時器所輸出之調變設定值訊號，並依據該定時器輸出之調變設定值來調節連動該顯示裝置出光之亮度與顏色的變化；是以，利用該全頻譜調光控制單元可進行時間週期的調變設定值的設定，以使該光耦合器得以針該定時器的指示，將轉換之電依據時間週期的調變設定值的設定方式連接至該顯示裝置上，以使該顯示裝置出光之模式受到該全頻譜調光控制單元的調節、控制後向外產生燈光亮度與顏色溫度的變化，進一步達到提高光度效力與降低色差的調光模式，及可任意於制定點產生明滅光照與顏色變化等作用。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的明白。

參閱圖1至圖2，本發明之一較佳實施例，本實施例一種精準控制LED之調光、調色裝置1，其運用於一顯示裝置3上，且針對該顯示裝置3向外顯示之亮度與顏色進行調節控制用，同時該顯示裝置3為具有紅光LED、綠光LED及藍光LED之三原色燈所組成，而該調光、調色裝置1包含有一全頻譜調光控制單元11，以及至少一與該全頻譜調光控制單元11連接之光耦合器12，而前述該光耦合器12的設置，可與該顯示裝置3之紅光LED、綠光LED及藍光LED之三原色燈呈對應數量的設置，以使該顯示裝置3之每一紅光LED、綠光LED及藍光LED皆得以受到對應該光耦合器12的電性連動，而向外顯示出亮度與顏色。

接續前述，該全頻譜調光控制單元11具有一中央處理器111，至少一與該中央處理器111連接之定時器112，其中，該中央處理器111得以接收一操作訊號，且針對所接收之該操作訊號進行判別、分析處理，並對應輸出一控制訊號連接至該定時器112；另，該定時器112係與該光耦合器12連接，同時對應該光耦合器12對應連動該顯示裝置3之設置，且亦呈相等數量之設置，以使該每一光耦合器12皆得以對應接收到該定時器112的連接控制，同時該定時器112可針對該中央處理器111每一次之控制訊號進行時間週期的調變設定值的設定，以使該光耦合器12根據所設定之調變設定值，以不同的時間與輸出轉換電的功率模式來連動對應該顯示裝置3產生作動，同時因人眼察覺不到閃爍的下限頻率約50Hz，因此在該每一定時器112對應該紅光、綠光及藍光LED的時間週期可設定如：

參閱圖3，即該紅光LEDT _R1=1÷50Hz=0.02s=20ms，且調節最大切換時間可為T _R2=2µs(max)，另，該紅光LED的調節時段可為N _R=T _R1÷T _R2=20ms÷2µs＝10 ⁴，當然該綠光LED及藍光LED更可類似地如同設定為N _G=10 ⁴、N _B=10 ⁴，所以總調節組合可如=N _R×N _G×N _B=10 ¹²，是以針對該顯示裝置3之紅光、綠光及藍光LED來利用不同的T _R1、T _G1、T _B1的時間長度進行調節組合，藉此即可精準調整出所需之顏色與色溫；同時更可以等倍數的方式進行調整，即如：T _R1、T _G1、T _B1的時間長度調整為nT _R1、nT _G1、nT _B1，以使該顯示裝置3之紅光、綠光及藍光LED可依據前述之不同時間長度被控制調整出各種亮度與顏色。

至於該光耦合器12，其與外部電源耦接，且針對耦接之外部電具有電、光、電的轉換，且亦具有光的發射、光的接收及信號放大的作用，更在電流的輸入、輸出過程間產生相互的隔離，且在電路間亦具有抑交叉與干擾等能力，因此當控制對應連動該顯示裝置3之紅光LED、綠光LED及藍光LED進行亮度與顏色的顯示過程間，該每一光耦合器12接便會依據所接收之調變設定值訊號的設定指示，以使該顯示裝置3之紅光LED、綠光LED及藍光LED於不同時間週期間，接收該光耦器12的電功率驅動而外產生光度與顏色的變化；特別的是；在本實施例中另設有一操作單元2，而該操作單元2可為一供參數設定值輸入操作之介面，且其可為無線、有線之模式與該全頻譜調光控制單元11連接，利用該操作單元2依據調變該顯示裝置3之亮度與顏色之變化，進行不同指令之控制參數的設定且將操作訊號輸出至該全頻譜調光控制單元11，以使該中央處理器111依據所接收之操作訊號進行處理後，並輸出一控制訊號連接至對應受控制之該定時器112上進行操作訊號指令的設定，進而調整控制該光耦合器12對應之該顯示裝置3的電連動之設定，以控制該顯示裝置3之紅光LED、綠光LED及藍光LED三原色之亮度調色。

參閱圖1至圖3，當本發明運用使用時，鑒於人眼察覺不到閃爍的下限頻率約50Hz，因此對於控制該顯示裝置3的亮度與色溫的精準顯示，係取決於針對該全頻譜調光控制單元11的設定，如此便可利用該操作單元2針對欲使該顯裝置3向外產生何種顯示態樣，輸入一參數控制的設定且將操作訊號予以輸出，以使該全頻譜調光控制單元11接收後，該中央處理單元111便可依所接收之該操作訊號進行判別、分析處理，並輸出一控制訊號至對應之該定時器112，使該定時器112針對該光耦合器12進行時間週期調變設定值的設定，如此一來，當該光耦合器12與耦接之外部電源產生電性連接且進行轉換，同時根據該全頻譜調光控制單元11所設定之調變設定方式將已轉換之電對應連動至該顯示裝置3的紅、綠及藍光LED，進而精準呈現出所設定之亮度與顏色；是以，由於該顯示裝置3的紅、綠及藍光LED皆具受每一對應之該定時器112與光耦合器12的控制，雖然是在同一時間內受到該光耦合器12的電性連動，但會因該每一定時器112所形成之不同的時間週期設定，以使該每一光耦合器12得以呈不同時間、長短之控制，來電連動所對應之該顯示裝置3的紅、綠及藍光LED，俾向外顯示不同的燈光亮度與顏色溫度的混合變化，使該顯示裝置3得以在亮度、顏色及色溫上被精準調整而顯示出，當然，更可於使用過程中，再透過該操作單元2來針對該全頻譜調光控制單元11進行不同的設定、調整，以使該顯示裝置3可為任意制定點滅排程及顏色變化，係有別於習知無法同時達到精準調光、調色控制等問題；是以，本發明藉由簡單的架構來調整該顯示裝置3之LED之亮度與色溫，不但得以漸漸取代控制傳統之照明工具使用外，同時現今電子產品如指示燈、螢幕及路燈等等，都顯示出本發明有利於運用在具有LED的各種應用上，來大大達到精準調控與實施應用的方便性。

歸納前述，本發明係 一種精準控制LED之調光、調色裝置，利用全頻譜調光控制單元之中央處理器、定時器與光耦合器的相配合，以對應顯示裝置的紅、綠及藍光LED的進一步調控，利用輸入之時間差與電連動之週期調變設定，以使該光耦合器得以在電輸入、輸出連動該顯示裝置，俾利該顯示裝置受到該全頻譜調光控制單元的調節後向外產生精準的燈光亮度與顏色溫度的變化，進一步達到提高光度效力與降低色差的調光模式，及可任意於制定點產生明滅光照與顏色變化等作用，故確實能達到本發明之目的。

惟以上所述者，僅為說明本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

(本發明)
1‧‧‧一種精準控制LED之調光、調色裝置
11‧‧‧全頻譜調光控制單元
12‧‧‧光耦合器
111‧‧‧中央處理器
112‧‧‧定時器
2‧‧‧操作單元
3‧‧‧顯示裝置

圖1是本發明一較佳實施例之示意圖。 圖2是該較佳實施例之流程圖。 圖3是該較佳實施例之週期調節段數之示意圖。

1‧‧‧一種精準控制LED之調光、調色裝置

11‧‧‧全頻譜調光控制單元

12‧‧‧光耦合器

111‧‧‧中央處理器

112‧‧‧定時器

2‧‧‧操作單元

3‧‧‧顯示裝置

Claims (3)

1. 一種精準控制LED之調光、調色裝置，其運用於一顯示裝置上向外顯示之亮度與顏色進行調節控制用，而該調光、調色裝置包含有： 一全頻譜調光控制單元，其具有一中央處理器，至少一與該中央處理器連接之定時器；其中，該中央處理器得以接收一操作訊號，且對所接收之操作訊號進行分析、判別處理，並針對分析、判別結果輸出一對應控制訊號連接至該定時器，另，該定時器可針對該中央處理器之控制訊號進行時間週期的調變設定值的設定，且將該調變設定值訊號輸出；及 至少一光耦合器，其與外部電源耦接，且針對耦接之外部電源進行電、光、電的轉換，以連動至該顯示裝置產生出光態樣，同時該光耦合器可接收該定時器所輸出之調變設定值訊號，並依據該定時器輸出之調變設定值來調節連動該顯示裝置出光之亮度與顏色的變化。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之一種精準控制LED之調光、調色裝置，另設有一操作單元，而該操作單元可為無線、有線模式與該全頻譜調光控制單元連接，且該操作單元係作調節、控制設定之用。
3. 根據申請專利範圍第1項、第2項所述之一種精準控制 LED之調光、調色裝置，其中，該顯示裝置為具有紅光LED、綠光LED及藍光LED之三原色燈所組成。