TWI660646B

TWI660646B - 數位控制色溫調變之發光裝置及其應用

Info

Publication number: TWI660646B
Application number: TW107104699A
Authority: TW
Inventors: 吳志賢; 張暐; 莊凱程; 鄭國田; 廖信傑; 蕭嘉豪
Original assignee: 東貝光電科技股份有限公司
Priority date: 2018-02-09
Filing date: 2018-02-09
Publication date: 2019-05-21
Also published as: DE102018105522A1; TW201936000A; CN110139418A; US10278255B1

Abstract

本發明提供一種數位控制色溫調變之發光裝置及其應用，發光裝置係供與牆壁開關電性連接且包含一指撥開關、第一發光二極體、第二發光二極體及一控制模組。控制模組電性連接前述各元件，並寫入有一真值表資訊，真值表資訊至少包含一第一狀態、一第二狀態、一第三狀態，及一記憶暨自動切換狀態，並經由指撥開關對應該真值表資訊為數位切換，以使發光裝置穩定地進行色溫調變。並於記憶暨自動切換狀態時，透過牆壁開關之開啟及關閉作動並依據真值表資訊為第一至第三狀態之色溫依序切換控制。發光裝置並可應用於照明燈具或鏡子產品，以提升使用上之便利性。

Description

數位控制色溫調變之發光裝置及其應用

本發明係與發光二極體裝置領域相關，尤其是一種透過數位控制而具有穩定色溫調變效能之數位控制色溫調變之發光裝置及其應用。

目前，具有低耗能與優異發光特性之發光二極體(Light Emitting Diode,LED)已成為市場上被大量應用之產品。並依據發光特性之差異，LED又可具有各種相異色溫表現，例如偏藍之冷光LED，或是偏黃之暖光LED等。

基於LED應用範疇的不同以及使用上的需求，一般會希望LED為可調變色溫之使用方式，故衍生出諸多用以調變LED色溫之設計。現行的LED色溫調控，係採類比控制方式來調變LED之發光色溫，亦即透過機械式的開關，切換電路接點進而控制不同色溫LED的導通狀態，讓各LED組串驅動後可呈現所需色溫。對於該種類比控制色溫變化之電路設計，本發明人亦對此提出相關之專利申請，例如中華民國專利號第M469624號所揭示之內容，其係透過切換開關調整藍光LED組串及黃光LED組串之導通狀態，而改變燈具之發光色溫。或如中華民國專利號第M500858號之技術內容，亦是透過切換開關切換LED組串的導通狀態而改變燈具的發光色溫。

然，透過前述之類比亦即機械式開關控制色溫變化的設計，由於在切換驅動LED組串時，電路結構上係透過切換開關產生斷開及重新導通之運作，因此極易於切換時產生電路未確實導通或短路等缺失，進而影響色溫控制效能。並因重複斷開與導通之作動，切換開關與電路接點間會因開閉動作進而產生磨損、耗損、接觸不良以及電弧等現象，亦大幅降低產品使用壽命。另一方面，該種方式須因應所需的色溫呈現，逐一設置對應每一色溫之LED組串，再透過切換開關來決定各LED組串之導通狀態以達呈現所需色溫之功效，因此大幅增加了產品成本。故如何更確實且穩定地調變LED發光色溫、延長產品使用壽命以及降低所需成本，實為目前亟需改善之課題。

有鑑於此，本發明人係提出一種數位控制色溫調變之發光裝置及其應用，以改善過往如上述機械式控制的不便及效能上之缺失。

本發明之一目的，旨在提供一種數位控制色溫調變之發光裝置及其應用，其係透過數位切換與混色控制方式，大幅提升色溫切換之穩定性，同時有效地延長產品壽命及降低設置成本，並發光裝置可做為諸多產品之供光源使用，以增進具發光或照明效用產品之使用便利性。

為達上述目的，本發明於一實施例中提出一種數位控制色溫調變之發光裝置，供以與一牆壁開關電性連接控制開啟或關閉狀態，包含：一指撥開關；複數第一發光二極體，具有一第一色溫；複數第二發光二極體，具有一第二色溫；及一控制模組，電性連接該牆壁開關、該指撥開關、該等第一發光二極體與該等第二發光二極體，其中該控制模組係寫入有一真值表資訊，該真值表資訊至少包含一第一狀態、一第二狀態、一第三狀態，及一記憶暨自動切換狀態，並經由該指撥開關對應該真值表資訊為數位切換，其中該第一狀態係於一固定功率下僅開啟該等第一發光二極體；該第二狀態係於該固定功率下同時開啟該等第一發光二極體與該等第二發光二極體；該第三狀態係於該固定功率下僅開啟該等第二發光二極體；而於該記憶暨自動切換狀態時，透過該牆壁開關之開啟及關閉作動並依據該真值表資訊為該第一狀態、該第二狀態及該第三狀態之色溫依序切換控制。藉此，透過該真值表資訊結合該牆壁開關與該指撥開關為數位切換之方式，係可大幅提升該發光裝置之色溫調變穩定性，並降低產品設置成本以及有效延長使用壽命。

於另一實施例中，該控制模組具有一延時關閉機制，而於該牆壁開關為關閉作動時，時序上非同步呈現電性關閉狀態，再於該牆壁開關為開啟作動時讀取電源分壓以偵測開關次數，而供該記憶暨自動切換狀態為記憶前次該真值表資訊之狀態。藉此，該控制模組即可記憶該牆壁開關前次作動時之該真值表資訊之狀態，而利於在下一次作動依據該真值表資訊而依序切換控制該發光裝置之色溫。

於再一實施例中，該發光裝置更包含一線性調光模組，其係與該控制模組及該牆壁開關電性連接，供以線性調整該固定功率之輸出大小，以藉此使該發光裝置之亮度可線性地變化以依據使用者需求進行調整。

於次一實施例中，該第一色溫為3000K，該第二色溫為5000K，且較佳者，該等第一發光二極體及該等第二發光二極體係交錯排列設置，以藉此提供可符合大部分需求之色溫呈現，並使該發光裝置之整體出光更為均勻。

於一實施例中，該發光裝置更包含一感測模組，係與該控制模組電性連接而供以偵測一環境光色溫，而於該第二狀態時，依據該環境光色溫調整該等第一發光二極體與該等第二發光二極體之發光比例與狀態，藉此即可依據該發光裝置所設置的環境，自動驅使該發光裝置呈現對應或所需之色溫。

此外，本發明亦揭示該發光裝置之應用，於一實施例中，本發明係揭露一種照明燈具，包含：一本體，具有一安裝座；及一如前述各實施例所述之發光裝置，係設於該安裝座，以提供光線。藉此，即可使應用該發光裝置之該照明燈具係可依據使用者喜好進行調整色溫，並透過數位控制方式提供穩定之多種色溫切換及呈現。

於另一實施例中，本發明係揭露一種具發光效能之鏡子，包含：一鏡體；一固定框，供以固設該鏡體；及一如前述各實施例所述之發光裝置，係設於該固定框，以提供光線。藉此，使用者於照鏡子時，即可依據需求任意調變所需的照明色溫以進行白平衡校正，進而提升鏡子的使用效能。

綜上所述，本發明所揭示之數位控制色溫調變之發光裝置及其應用，係透過該真值表資訊結合該指撥開關及該牆壁開關進行數位切換與混色控制，有效地避免如過往類比式控制色溫變化之機構，在調變時因開關切換易衍生的短路或斷路等不便缺失、長期使用下電路損耗所導致之壽命低下問題、以及設置上的高成本，提供穩定、具多重色溫呈現以及可大幅降低設置成本與延長使用壽命之發光裝置。並可進一步透過該線性調光模組與該感測模組，提升該發光裝置之使用效能與滿足各種需求所欲達到的出光呈現。此外，該發光裝置係可應用於照明燈具或鏡子，以提升照明燈具與鏡子的功能性。

1‧‧‧發光裝置

10‧‧‧指撥開關

11‧‧‧第一發光二極體

12‧‧‧第二發光二極體

13‧‧‧控制模組

14‧‧‧線性調光模組

15‧‧‧感測模組

2‧‧‧牆壁開關

3‧‧‧照明燈具

30‧‧‧本體

301‧‧‧安裝座

4‧‧‧鏡子

40‧‧‧鏡體

41‧‧‧固定框

第1圖，為本發明第一實施例之發光裝置方塊示意圖。

第2圖，為本發明第一實施例之控制模組電路圖。

第3圖，為本發明第一實施例另一實施態樣之發光裝置方塊示意圖。

第4圖，為本發明第二實施例之照明燈具示意圖。

第5圖，為本發明第三實施例之鏡子示意圖。

為使貴審查委員能清楚了解本發明之內容，謹以下列說明搭配圖式，敬請參閱。

請參閱第1、2及3圖，其係為本發明第一實施例之發光裝置方塊示意圖、控制模組電路圖及另一實施態樣之發光裝置方塊示意圖。本發明係提出一種數位控制色溫調變之發光裝置1，供以與一牆壁開關2電性連接控制開啟或關閉狀態，該發光裝置1包含一指撥開關10、複數第一發光二極體11、複數第二發光二極體12及一控制模組13。

該等第一發光二極體11係分別具有一第一色溫，該等第二發光二極體12則分別具有一第二色溫。控制模組13電性連接該牆壁開關2、該指撥開關10、該等第一發光二極體11及該等第二發光二極體12，其中該控制模組13係寫入有一真值表資訊，該真值表資訊至少包含一第一狀態、一第二狀態、一第三狀態及一記憶暨自動切換狀態，並經由該指撥開關10對應該真值表為數位切換。其中該第一狀態係於一固定功率下僅開啟該等第一發光二極體11；該第二狀態係於該固定功率下開啟該等第一發光二極體11及該等第二發光二極體12；該第三狀態係於該固定功率下開啟該等第二發光二極體12，藉使發光裝置1具有相異之色溫呈現。而於該記憶暨自動切換狀態時，透過該牆壁開關2之開啟及關閉作動並依據該真值表資訊為該第一狀態、該第二狀態及該第三狀態之色溫依序切換控制。藉此，透過數位方式進行色溫之切換與混成呈現，係可有效地提升色溫調變時的穩定性，以及降低產品設置所需之成本並有效延長整體使用壽命。

特別一提的是，與習知技術明顯有別者，本發明之該發光裝置1係採用數位訊號控制方式來調整其發光狀態，是以該發光裝置1之電路皆維持連接狀態而不具電路上斷開與重新連接之作動，藉此係可提升該發光裝置1之色溫切換穩定性以及使用壽命。並除了數位切換色溫外，該發光裝置1亦利用數位方式控制每一該第一發光二極體11及每一該第二發光二極體12之發光狀態如亮度或是否驅動等，以藉此呈現所需色溫，故透過數位控制方式，該發光裝置1僅須利用設置少量的發光二極體即可呈現多樣化之色溫，無須針對各種色溫分別對應設置發光二極體組串，進而大幅降低所需設置成本，特別是同時開啟該等第一發光二極體11及該等第二發光二極體12之該第二狀態下，透過數位控制每一該第一發光二極體11及每一該第二發光二極體12之方式，即可混光形成各種所需色溫。因此，本發明之該發光裝置1無須透過類比機械式開關相對各電路接點產生斷開與導通之作動來達到調變色溫之目的，故可更為穩定且精確地調整該發光裝置1之色溫呈現與切換，並且有效避免硬體電路透過切換開關與各電路接點為斷開或導通之作動所衍生之磨損、耗損、接觸不良甚或電弧現象導致之元件耗損與色溫調控不確實等缺失，提供更為穩定且優異之色溫調變方式。

以下列舉實際應用上之一較佳真值表資訊設定狀態，如下所列之表格，並請一併搭配參閱第2圖之控制模組電路圖，即可對應知悉各狀態下該控制模組13之訊號狀態。

藉此於應用時，透過該指撥開關10切換至各色溫狀態後，該控制模組13即依據該真值表資訊進行數位訊號控制，而致使該發光裝置1呈現對應於該第一狀態、該第二狀態及該第三狀態之色溫。當透過該指撥開關10切換至該記憶暨自動切換狀態時，則可透過該牆壁開關2之開啟與關閉作動，且同時依據該真值表資訊依序切換該第一狀態、該第二狀態及該第三狀態，而供使用者可透過該牆壁開關2調整使該發光裝置1呈現所需色溫。

此外於本實施例中，該控制模組13係具有一延時關閉機制，而於該牆壁開關2為關閉作動時，時序上非同步呈現電性關閉狀態，再於該牆壁開關2為開啟作動時讀取電源分壓以偵測開關次數，而供該記憶暨自動切換狀態為記憶前次該真值表資訊之狀態。由於該牆壁開關2部分相較於該控制模組13係具有較大電容，當該牆壁開關2為關閉作動時，該控制模組13於一段時間後才會呈現電性關閉，該牆壁開關2再為開啟作動時，該控制模組13即可藉由讀取電源分壓之方式偵測開關次數，以於該記憶暨自動切換狀態下，記憶前次該真值表資訊之狀態，並據此在該牆壁開關2之開啟關閉狀態切換下，使該發光裝置1依照該真值表資訊之順序而依序切換為該第一狀態、該第二狀態及該第三狀態。

並於本實施例中，係以該第一色溫為3000K，該第二色溫為5000K為例說明，故於該第一狀態時係可呈現3000K之色溫，於該第三狀態時則可呈現5000K之色溫，藉此可使該發光裝置1具有較佳之可調色溫範圍，並可提升該第二狀態時該發光裝置1之色溫呈現變化，例如可藉此使該第二狀態驅動時，該發光裝置1可透過數位控制混光方式如呈現3500K或4000K或4500K等色溫狀態。此外，較佳者，該等第一發光二極體11及該等第二發光二極體12係可呈交錯排列設置，以更優化該發光裝置1之發光呈現。

為可增進該發光裝置1之功能性，請一併參閱第3圖所示，該發光裝置1可更包含一線性調光模組14，其與該控制模組13及該牆壁開關2電性連接，供以線性調整該固定功率之輸出大小，藉此使該發光裝置1之亮度透過該固定功率之輸出大小而呈線性變化，以利使用者依據需求自行調整該發光裝置1之亮度呈現。

此外，該發光裝置1亦可包含一感測模組15，其係與該控制模組13電性連接而供以偵測一環境光色溫，而於該第二狀態時，依據該環境光色溫調整該等第一發光二極體11及該等第二發光二極體12之發光比例與狀態。於該發光裝置1調整至該第二狀態時，由於係同時開啟該等第一發光二極體11與該等第二發光二極體12，因此其色溫呈現可藉由該等第一發光二極體11及該等第二發光二極體12之混成而做出各種調變，此時該控制模組13係可依據該感測模組15所偵測之該環境光色溫，自動調整該發光裝置1於該第二狀態下的色溫狀態。例如在不同時間點或是不同的應用，使用者可能需要不同的色溫呈現，此時透過該感測模組15偵測到所處環境當前之該環境光色溫後，該控制模組13即可在該發光裝置1於該第二狀態時，自動調整該等第一發光二極體11及該等第二發光二極體12之發光比例與狀態，即時調變該第二狀態之色溫呈現，提供使用者更佳之照明感受。或當應用於展場環境時，亦可依據該環境於不同時間點之日照光強度而自動變化，以使展示品予觀賞者最佳的展現。

本發明之該發光裝置1係為基於數位控制與切換色溫概念所建構設計之產品，其可應用之範疇相當廣泛，對此本發明係依據實際生活上之需求，提出該發光裝置1可續以應用之產品，以改善現有產品仍不完善之處，藉由該發光裝置1提升物品使用上之便利性。請續參閱第4圖，其係為本發明第二實施例之照明燈具示意圖，並請復搭配參閱第1~3圖。承第一實施例所述內容，相同及可進一步附加之技術特徵於此即不再贅述，並相同之元件係以同樣標號示意之。本發明於此係提出一種照明燈具3，其包含一本體30及如前第一實施例所述之一數位控制色溫調變之發光裝置1。該本體30係具有一安裝座301，且該發光裝置1係設於該安裝座301，以提供光線。藉此，該照明燈具3即可透過該發光裝置1，以數位控制調整其色溫呈現，以符合使用者或環境所需的照明狀態，藉此提供具有多重色溫調變且可依據使用者喜好控制之照明燈具3。而關於該發光裝置1之色溫呈現、作動方式以及對應功效，已於第一實施例述及，請復搭配參閱前述內容。較佳者，該照明燈具3係可為一平板燈、一崁燈或一球泡燈，並圖中所示之該照明燈具3與該牆壁開關2之連接僅為利於示意說明之用，非表示實際之產品狀態。

當然，於本實施例中，該發光裝置1之該控制模組13係可進一步具有該延時關閉機制，以供該記憶暨自動切換狀態為記憶前次該真值表資訊之狀態；並該第一色溫可為3000K，該第二色溫可為5000K，且該等第一發光二極體11及該等第二發光二極體12係交錯排列設置。此外，該發光裝置1亦可進一步包含該線性調光模組14及該感測模組15，以透過該線性調光模組14，線性調整該固定功率之輸出大小，進而改變該發光裝置1及該照明燈具3之亮度呈現；透過該感測模組15則可偵測該環境光色溫，以於該第二狀態下，依據該環境光色溫調整該等第一發光二極體11與該等第二發光二極體12之發光比例與狀態。其餘細部之技術特徵描述，請復參閱前述內容。

請續參閱第5圖，其係為本發明第三實施例之鏡子示意圖，並請復搭配參閱第1~3圖。承第一實施例所述內容，相同及可進一步附加之技術特徵於此即不再贅述，並相同之元件係以同樣標號示意之。如前述，為可提升生活常見產品之使用便利性，於本實施例中，本發明揭示一種具發光效能之鏡子4，其包含一鏡體40、一固定框41及如前第一實施例所述之一數位控制色溫調變之發光裝置1。該固定框41供以固設該鏡體40，該發光裝置1則設於該固定框41，以提供光線。當該發光裝置1結合應用於鏡子時，即可透過該鏡子4進行正確之白平衡先行校正，以精準正確的呈現後續所處環境之色溫而利於使用者應用於梳化作業。當使用者應用該鏡子4來整理儀容或進行梳化時，即可藉由該發光裝置1調變其所呈現之色溫，以進行白平衡校正。例如在梳化時係可藉由該發光裝置1先行調整至後續環境對應之色溫進行照明，而達到白平衡校正之目的。是以，本實施例所揭示之具發光效能之該鏡子4，非單純附加照明功效而已，更可透過色溫調變進行白平衡之校正，同時色溫之切換與混成係透過數位控制方式運作，而有別於習知技術。而關於該發光裝置1之色溫呈現、作動方式以及對應功效，已於第一實施例述及，請復搭配參閱前述內容。

當然，於本實施例中，該發光裝置1之該控制模組13係可進一步具有該延時關閉機制，以供該記憶暨自動切換狀態為記憶前次該真值表資訊之狀態；並該第一色溫可為3000K，該第二色溫可為5000K，且該等第一發光二極體11及該等第二發光二極體12係交錯排列設置。此外，該發光裝置1亦可進一步包含該線性調光模組14及該感測模組15，以透過該線性調光模組14，線性調整該固定功率之輸出大小，進而改變該發光裝置1及具有該鏡子4之亮度呈現；透過該感測模組15則可偵測該環境光色溫，以於該第二狀態下，依據該環境光色溫調整該等第一發光二極體11與該等第二發光二極體12之發光比例與狀態。其餘細部之作動及技術特徵描述，請復參閱前述內容。

綜上所述，本發明所揭示之數位控制色溫調變之發光裝置及其應用，係透過該真值表資訊結合該指撥開關及該牆壁開關實現數位切換控制色溫之功效，有效地避免如過往類比式控制色溫變化機制，在調變時因開關切換所產生的短路或斷路等不便缺失，以及消除重複斷開與導通作動致使元件更易耗損之問題，提供穩定、具多重色溫呈現以及可大幅降低設置成本與延長使用壽命之發光裝置。並可進一步透過該線性調光模組與該感測模組，提升該發光裝置之使用效能與滿足各種需求所欲達到的出光呈現。此外，該發光裝置係可應用做為照明燈具或鏡子的供光源，以提升照明燈具與鏡子的功能性。

惟，以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明實施之範圍；故在不脫離本發明之範圍下所作之均等變化與修飾，皆應涵蓋於本發明之專利範圍內。

Claims

一種數位控制色溫調變之發光裝置，供以與一牆壁開關電性連接控制開啟或關閉狀態，包含：一指撥開關；複數第一發光二極體，具有一第一色溫；複數第二發光二極體，具有一第二色溫；及一控制模組，電性連接該牆壁開關、該指撥開關、該等第一發光二極體與該等第二發光二極體，其中該控制模組係寫入有一真值表資訊，該真值表資訊至少包含一第一狀態、一第二狀態、一第三狀態，及一記憶暨自動切換狀態，並經由該指撥開關對應該真值表資訊為數位切換，其中該第一狀態係於一固定功率下僅開啟該等第一發光二極體；該第二狀態係於該固定功率下同時開啟該等第一發光二極體與該等第二發光二極體；該第三狀態係於該固定功率下僅開啟該等第二發光二極體；而於該記憶暨自動切換狀態時，透過該牆壁開關之開啟及關閉作動並依據該真值表資訊為該第一狀態、該第二狀態及該第三狀態之色溫依序切換控制；其中，該牆壁開關相較於該控制模組係具有較大電容，當該牆壁開關為關閉作動時，該控制模組於一段時間後才會呈現電性關閉，該牆壁開關再為開啟作動時，該控制模組即可藉由讀取電源分壓之方式偵測開關次數，以於該記憶暨自動切換狀態下，記憶前次該真值表資訊之狀態，並據此在該牆壁開關之開關切換時，使該發光裝置依照該真值表資訊之順序而依序切換為該第一狀態、該第二狀態及該第三狀態。
如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，更包含：一線性調光模組，其係與該控制模組及該牆壁開關電性連接，供以線性調整該固定功率之輸出大小。
如申請專利範圍第1至2項其中任一項所述之發光裝置，其中，該第一色溫為3000K，該第二色溫為5000K。
如申請專利範圍第3項所述之發光裝置，其中，該等第一發光二極體及該等第二發光二極體係交錯排列設置。
如申請專利範圍第4項所述之發光裝置，更包含：一感測模組，係與該控制模組電性連接而供以偵測一環境光色溫，而於該第二狀態時，依據該環境光色溫調整該等第一發光二極體與該等第二發光二極體之發光比例與狀態。
一種照明燈具，包含：一本體，具有一安裝座；及一如申請專利範圍第1至5項其中任一項所述之發光裝置，係設於該安裝座，以提供光線。
如申請專利範圍第6項所述之照明燈具，其中，該照明燈具係為一平板燈、一崁燈或一球泡燈。
一種具發光效能之鏡子，包含：一鏡體；一固定框，供以固設該鏡體；及一如申請專利範圍第1至5項其中任一項所述之發光裝置，係設於該固定框，以提供光線。