TWI668374B - 發光風扇模組、發光風扇單元以及發光控制方法 - Google Patents

Abstract

一種發光風扇模組，包括一風扇本體、一發光元件以及一控制單元。風扇本體具有一轉動週期資訊。發光元件配置於風扇本體上。當風扇本體旋轉時，發光元件的移動軌跡形成一封閉區域，且封閉區域具有多個分區。控制單元電性連接於發光元件。控制單元依據轉動週期資訊產生多個燈效控制訊號。當發光元件通過這些分區時，控制單元依序傳遞對應的燈效控制訊號至發光元件，以形成多種發光模式。此外，一種發光風扇單元以及一種發光控制方法亦被提出。

Description

發光風扇模組、發光風扇單元以及發光控制方法

本發明是有關於一種風扇模組、風扇單元以及控制方法，且特別是有關於一種發光風扇模組、發光風扇單元以及發光控制方法。

發光二極體具有諸如壽命長、體積小、高抗震性、低熱產生及低功率消耗等優點，因此已被廣泛應用於家用及各種設備中的指示器或光源。近年來，發光二極體已朝高功率發展，因此其應用領域已擴展至道路照明、大型戶外看板、交通號誌燈或是裝飾用燈具的光源。

然而，目前用於例如是桌上型電腦的電子裝置內的裝飾燈效，需要採用多個發光二極體及搭配相應的控制器才能形成全彩的燈效。並且，藉此形成的燈效的變化有限，產品成本也相對高昂。

本發明提供一種發光風扇模組，能提供多種燈效，且成本低廉。

本發明提供一種發光風扇單元，能提供多種燈效，且成本低廉。

本發明提供一種發光控制方法，能用以提供多種燈效。

本發明的一種發光風扇模組，包括一風扇本體、一發光元件以及一控制單元。風扇本體具有一轉動週期資訊。發光元件配置於風扇本體上。當風扇本體旋轉時，發光元件的移動軌跡形成一封閉區域，且封閉區域具有多個分區。控制單元電性連接於發光元件。控制單元依據風扇本體的轉動週期資訊產生多個燈效控制訊號，且這些燈效控制訊號分別與封閉區域的這些分區對應，當發光元件通過封閉區域的這些分區時，控制單元依序傳遞對應的燈效控制訊號至發光元件，以在封閉區域的這些分區上形成多種發光模式。

本發明的一種發光風扇單元，包括多個前述的發光風扇模組，其中這些發光風扇模組的發光模式彼此對應，以使這些發光風扇模組能形成多種複合發光模式。

本發明的一種發光控制方法，適用於至少一發光風扇模組，其中各發光風扇模組包括一風扇以及一配置於風扇本體上的發光元件，且發光控制方法包括下列步驟。依據風扇本體的一轉 動週期資訊產生多個燈效控制訊號，其中當風扇本體旋轉時，發光元件的移動軌跡形成一封閉區域，封閉區域具有多個分區，且這些燈效控制訊號分別與封閉區域的這些分區對應。當發光元件通過封閉區域的這些分區時，依序傳遞對應的這些燈效控制訊號至發光元件，以在封閉區域的這些分區上形成多種發光模式。

基於上述，本發明的實施例的發光風扇模組與發光風扇單元藉由獲取風扇本體的轉動週期資訊而產生多個燈效控制訊號。如此，利用發光元件的殘影，將能使發光元件的移動軌跡產生出多個分區，且每一分區能夠顯示不同的燈效，進而形成多種發光模式。此外，本發明的實施例的發光風扇模組與發光風扇單元藉由霍爾元件的配置，可進一步獲取發光元件的位置資訊，而使不同的發光發光風扇模組可互相搭配，進而形成多種複合發光模式。此外，本發明的實施例的發光控制方法，能簡易地控制發光風扇模組與發光風扇單元，而使發光風扇模組與發光風扇單元具有多種發光模式或多種複合發光模式。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

100、200、200a、200b、200c‧‧‧發光風扇模組

110‧‧‧風扇本體

120‧‧‧發光元件

130‧‧‧控制單元

140‧‧‧定子

150‧‧‧轉子

160‧‧‧連接器

170‧‧‧第一磁性元件

180‧‧‧第一霍爾元件

270‧‧‧第二磁性元件

280‧‧‧第二霍爾元件

300‧‧‧發光風扇單元

ES1、ES2‧‧‧電性訊號

ER‧‧‧封閉區域

FG‧‧‧轉速偵測針腳

LC‧‧‧燈效控制訊號

O、Oa、Ob、Oc‧‧‧位置原點

Ot‧‧‧時間原點

PN‧‧‧腳位

SR1、SR2、SR3、SR4、SRn‧‧‧分區

S110、S120、S130‧‧‧步驟

T1、T2、T3、T4‧‧‧時間區段

圖1A是本發明一實施例的一種發光風扇模組的方塊圖。

圖1B是圖1A的發光風扇模組的外觀示意圖。

圖1C是圖1A的連接器與風扇本體的連接示意圖。

圖1D是圖1A的風扇本體轉動時的轉動週期資訊的波形示意圖。

圖1E是圖1A的一種發光風扇模組的轉子示意圖。

圖1F是圖1A的一種發光風扇模組的定子示意圖。

圖1G是圖1A的發光元件在風扇本體轉動時形成的移動軌跡的示意圖。

圖2是本發明一實施例的一種發光控制方法的流程圖。

圖3A是本發明的一實施例的另一種發光風扇模組的轉子示意圖。

圖3B是本發明的一實施例的另一種發光風扇模組的定子示意圖。

圖3C是圖3A與圖3B的發光風扇模組的方塊圖

圖4A是圖3A的發光風扇模組的發光元件在風扇本體轉動前後的停止位置改變示意圖。

圖4B是圖3A的風扇本體轉動時的轉動週期資訊的波形示意圖。

圖4C是圖3A的發光風扇模組的發光元件在風扇本體轉動時形成的移動軌跡的示意圖。

圖5A是本發明的一實施例的一種發光風扇單元的各風扇本體轉動時的轉動週期資訊的波形示意圖。

圖5B是圖5A的發光風扇單元的示意圖。

圖1A是本發明一實施例的一種發光風扇模組的方塊圖。圖1B是圖1A的發光風扇模組的外觀示意圖。圖1C是圖1A的連接器與風扇本體的連接示意圖。圖1D是圖1A的風扇本體轉動時的轉動週期資訊的波形示意圖。圖1E是圖1A的一種發光風扇模組的轉子示意圖。圖1F是圖1A的一種發光風扇模組的定子示意圖。圖1G是圖1A的發光元件在風扇本體轉動時形成的移動軌跡的示意圖。請參照圖1A與圖1B，發光風扇模組100適用於一電子裝置。發光風扇模組100包括一風扇本體110、一發光元件120以及一控制單元130。舉例而言，在本實施例中，電子裝置可為桌上型電腦，而發光風扇模組100可安裝於電子裝置的機殼(未繪示)上。此外，在本實施例中，發光元件120為一全彩發光二極體，控制單元130為微控制器(Micro Controller Unit，MCU)，但本發明不以此為限。

具體而言，如圖1B所示，在本實施例中，發光風扇模組100還包括一定子140以及一轉子150，轉子150配置於定子140上，且能相對於定子140自由旋轉。如此，當轉子150旋轉時，將會帶動風扇本體110旋轉，而使風扇本體110產生一轉速訊號。

進一步而言，如圖1A、圖1C與圖1D所示，在本實施例中，風扇本體110具有多個腳位PN，且發光風扇模組100還包括一連接器160，電性連接於該控制單元130。如圖1C所示，在本實施例中，連接器160具有一轉速偵測針腳FG，且風扇本體110 的其中一腳位PN與轉速偵測針腳FG電性連接。如此，如圖1A與圖1D所示，在本實施例中，控制單元130可獲取轉速偵測針腳FG的電性訊號ES1，並依據轉速偵測針腳FG的電性訊號ES1，獲得風扇本體110的一轉速訊號，以獲得風扇本體110的轉動週期資訊。

舉例而言，如圖1E與圖1F所示，在本實施例中，發光風扇模組100還包括一第一磁性元件170以及一第一霍爾元件180。在本實施例中，第一磁性元件170配置於轉子150上，第一霍爾元件180配置於定子140上，並電性連接至轉速偵測針腳FG與控制單元130。在本實施例中，第一磁性元件170例如可為具有多個磁極的磁環。

如此，當風扇本體110旋轉，轉子150就會帶動第一磁性元件170相對於第一霍爾元件180旋轉。由於第一磁性元件170相對於第一霍爾元件180旋轉，因而也會使得通過第一霍爾元件180的磁極產生交錯變化。第一霍爾元件180因而會相應地輸出高低交錯變化的訊號(即轉速訊號)至轉速偵測針腳FG，進而產生轉速偵測針腳FG的電性訊號ES1。如此，如圖1D所示，在本實施例中，發光風扇模組100可藉由轉速偵測針腳FG的電性訊號ES1，而使控制單元130獲得風扇本體110的轉速訊號，並藉此獲得風扇本體110的轉動週期資訊。

另一方面，如圖1B所示，在本實施例中，發光元件120配置於風扇本體110上，因此，如圖1G所示，在本實施例中，當 風扇本體110旋轉時，發光元件120的移動軌跡形成一封閉區域ER，且封閉區域ER具有多個分區SR1、SR2、...、SRn。

以下將搭配圖2來針對發光風扇模組100如何使封閉區域ER的多個分區SR1、SR2、...、SRn具有多種發光模式的流程進行進一步地解說。

圖2是本發明一實施例的一種發光控制方法的流程圖。舉例而言，圖1A所示的發光風扇模組100可用以執行圖2的發光控制方法，以使發光風扇模組100具有多種發光模式，但本發明不以此為限。

具體而言，如圖1A與圖2所示，控制單元130電性連接於發光元件120，而可用以執行步驟S110，依據風扇本體110的轉動週期資訊產生多個燈效控制訊號LC，其中這些燈效控制訊號LC分別與封閉區域ER的這些分區SR1、SR2、...、SRn對應。舉例而言，控制單元130在取得了風扇本體110的轉動週期資訊後，即可依據這些分區SR1、SR2、...、SRn的數量需求算出發光元件120經過這些分區SR1、SR2、...、SRn的所需時間。例如：若風扇本體110的轉速為每分鐘3600轉，而分區SR1、SR2、...、SRn的數量為8，如此，發光元件120經過每一分區SR1、SR2、...、SRn的時間為1/480秒。而控制單元130即可據此產生對應的燈效控制訊號LC。

接著，如圖2所示，控制單元130可執行步驟S120，當發光元件120通過封閉區域ER的這些分區SR1、SR2、...、SRn 時，依序傳遞對應的燈效控制訊號LC至發光元件120。舉例而言，這些燈效控制訊號LC可控制發光元件120產生不同的發光效果，例如控制發光元件120在分區SR1~SRn分別顯示不同顏色、在分區SR1~SRn產生跑馬燈的效果、讓分區SR1~SRn產生漸層顏色的效果、呼吸燈效、閃爍燈效…等。藉此，控制單元130即可控制發光元件120在經過這些分區SR1、SR2、...、SRn時產生各種燈效。並且由於視覺暫留原理，燈效控制訊號LC可讓這些燈效在人眼中，像是同時出現或依序出現的。如此，如圖1G與圖2所示，即可完成步驟S130，使發光風扇模組100在封閉區域ER的這些分區SR1、SR2、...、SRn上形成多種發光模式。

在前述的實施例中，風扇本體110的轉動週期資訊雖以藉由轉速偵測針腳FG的電性訊號ES1而獲得的方式為例示，但本發明不以此為限。在其他的實施例中，風扇本體110的轉動週期資訊亦可藉由其他的方式來獲得。以下將另舉部分實施例作為說明。

圖3A是本發明的一實施例的另一種發光風扇模組的轉子示意圖。圖3B是本發明的一實施例的另一種發光風扇模組的定子示意圖。圖3C是圖3A與圖3B的發光風扇模組的方塊圖。請參照圖3A與圖3B，本實施例的發光風扇模組200與圖1A的發光風扇模組100類似，而兩者的差異如下所述。在本實施例中，發光風扇模組200還包括一第二磁性元件270以及一第二霍爾元件280。如圖3A與圖3B所示，在本實施例中，第二磁性元件270 配置於轉子150上，第二霍爾元件280配置於定子140上，並電性連接至連接器160的另一轉速偵測針腳FG，以輸出相關訊號。在本實施例中，第二磁性元件270例如可為磁粉、磁性貼紙等等。舉例而言，在本實施例中，第二磁性元件270的設置位置為只要能在風扇本體110旋轉時，第二霍爾元件280能感應到第二磁性元件270，且不干擾第一霍爾元件180的位置即可，本發明不以此為限。

如此，當風扇本體110旋轉時，轉子150就會帶動第二磁性元件270相對於第二霍爾元件280旋轉，因而會使得第二霍爾元件280也由於磁場變化，而輸出不同的波形訊號至連接器160的另一轉速偵測針腳FG，進而產生電性訊號ES2。如此，如圖3C所示，在本實施例中，控制單元130亦可藉由偵測第二霍爾元件280而致的電性訊號ES2，以獲得風扇本體110的轉速訊號，而亦可藉此得知風扇本體110的轉動週期資訊。

並且，在本實施例中，藉由第二磁性元件270及第二霍爾元件280的設置位置，控制單元130更可獲得關於發光元件120的位置資訊。以下將搭配圖4A、圖4B與圖4C進行進一步解說。

以四個分區為例，圖4A是圖3A的發光風扇模組的發光元件在風扇本體轉動前後的停止位置改變示意圖，圖4B是圖3A的風扇本體轉動時的轉動週期資訊的波形示意圖，圖4C是圖3A的發光風扇模組的發光元件在風扇本體轉動時形成的移動軌跡的示意圖。如圖4A所示，在本實施例中，由於發光元件120每次轉 動後的停止位置不同，因此會使得每個分區SR1、SR2、SR3及SR4的位置產生改變。因此，若要固定各發光模式的燈效顯示位置的話，就須取得發光元件120的位置資訊。

舉例而言，在第二霍爾元件280的設置位置為固定且發光元件120及第二磁性元件270的相對位置為已知的情形下，只要取得第二磁性元件270經過第二霍爾元件280的間隔時間，即可得知發光元件120的位置資訊。

具體而言，如圖4A所示，控制單元130以第二磁性元件270經過第二霍爾元件280時的波形變化處為參考時間原點Ot，對應此時的發光元件120的位置原點O。並且，控制單元130可再根據分區的數量得到發光元件120經過這些分區SR1、SR2、SR3及SR4的所需時間，並在對應前述分區的時間區段T1、T2、T3、T4中分別傳遞對應的燈效控制訊號LC至發光元件120。

如此，如圖4B所示，即可控制發光元件120的發光起始位置(即參考位置原點O)以及發光起始時間點(即參考時間原點Ot)，再進行各種發光模式的控制，而能固定發光風扇模組200在各發光模式下的各分區SR1、SR2、SR3及SR4的燈效顯示位置。

圖5A是本發明的一實施例的一種發光風扇單元的各風扇本體轉動時的轉動週期資訊的波形示意圖。圖5B是圖5A的發光風扇單元的示意圖。如圖5A與圖5B所示，在本實施例中，發光風扇單元300包括多個發光風扇模組200a、200b、200c，其中這些發光風扇模組200a、200b、200c的發光模式彼此對應。然而， 由於各發光風扇模組200a、200b、200c的發光元件於轉動後的停止位置可能不一致，因此，在本實施例中，各發光風扇模組200a、200b、200c的參考時間原點Ot的設定則須再考慮各發光風扇模組200a、200b、200c的波形變化處的時間差。

舉例而言，如圖5A與圖5B所示，各發光風扇模組200a、200b、200c的發光元件於先前轉動後的停止位置可能不一致，因此在開始轉動後各發光風扇模組的第二磁性元件經過第二霍爾元件的時間點也可能不一致。控制單元130可設定其中一發光風扇模組200a的第二磁性元件(未繪示)經過第二霍爾元件(未繪示)時的波形變化處為參考時間原點Ot，即相當於各發光風扇模組200a、200b、200c的參考位置原點Oa、Ob、Oc。接著取得其中一發光風扇模組200a的第二磁性元件(未繪示)經過第二霍爾元件(未繪示)時的間隔時間。並且，控制單元130可依據此一參考時間原點Ot與各發光風扇模組200a、200b、200c的波形變化處的時間差以及各發光元件經過這些分區SR1、SR2、...、SRn的所需時間，並藉此在時間區段T1、T2、T3、T4中分別傳遞對應的燈效控制訊號LC至各發光元件。

如此，如圖5B所示，發光風扇模組200a、200b、200c即可藉由其中的霍爾元件(未繪示)來達到定位以及固定各發光模式的燈效顯示位置的效果，因此，在多個發光風扇模組200a、200b、200c一起運轉時，就能藉由調變這些發光風扇模組200a、200b、200c的發光模式，而使形成多種複合發光模式的組合，而 達到各種所需的燈光裝飾效果。

綜上所述，本發明的實施例的發光風扇模組與發光風扇單元藉由獲取風扇本體的轉動週期資訊而產生多個燈效控制訊號。如此，利用發光元件的殘影，將能使發光元件的移動軌跡產生出多個分區，且每一分區能夠顯示不同的燈效，進而形成多種發光模式。此外，本發明的實施例的發光風扇模組與發光風扇單元藉由霍爾元件的配置，可進一步獲取發光元件的位置資訊，而使不同的發光風扇模組可互相搭配，進而形成多種複合發光模式。此外，本發明的實施例的發光控制方法，能簡易地控制發光風扇模組與發光風扇單元，而使發光風扇模組與發光風扇單元具有多種發光模式或多種複合發光模式。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

Claims (10)

1. 一種發光風扇模組，包括：一風扇本體，具有一轉動週期資訊；一定子；一轉子，配置於該定子上，且能相對於該定子自由旋轉；一發光元件，配置於該風扇本體上，其中當該風扇本體旋轉時，該發光元件的移動軌跡形成一封閉區域，且該封閉區域具有多個分區；一控制單元，電性連接於該發光元件，其中該控制單元依據該風扇本體的該轉動週期資訊產生多個燈效控制訊號，且該些燈效控制訊號分別與該封閉區域的該些分區對應，當該發光元件通過該封閉區域的該些分區時，該控制單元依序傳遞對應的該些燈效控制訊號至該發光元件，以在該封閉區域的該些分區上形成多種發光模式；以及一第一磁性元件以及一第一霍爾元件，其中該第一磁性元件配置於該轉子上，該第一霍爾元件配置於該定子上，並電性連接該控制單元，該控制單元偵測該第一霍爾元件的電性訊號，以獲得該風扇本體的該轉動週期資訊。
2. 如申請專利範圍第1項所述的發光風扇模組，其中該風扇本體具有多個腳位，且該發光風扇模組還包括：一連接器，電性連接於該控制單元，其中該連接器具有一轉速偵測針腳，且該風扇本體的其中一該腳位與該轉速偵測針腳電 性連接，該控制單元依據該轉速偵測針腳的電性訊號，獲得該風扇本體的一轉速訊號，以獲得該風扇本體的該轉動週期資訊。
3. 如申請專利範圍第1項所述的發光風扇模組，其中該發光元件為一全彩發光二極體。
4. 如申請專利範圍第1項所述的發光風扇模組，更包括：一第二磁性元件，配置於該轉子上；以及一第二霍爾元件，配置於該定子上，並電性連接該控制單元，其中該第二磁性元件設置在能使該第二霍爾元件感應，且不干擾該第一霍爾元件的位置上，該控制單元偵測該第一霍爾元件與該第二霍爾元件的電性訊號，以獲得該風扇本體的該轉動週期資訊。
5. 一種發光風扇單元，包括：多個如專利範圍第4項的發光風扇模組，其中該些發光風扇模組的該些發光模式彼此對應，以使該些發光風扇模組能形成多種複合發光模式。
6. 一種發光控制方法，適用於一發光風扇模組，其中該發光風扇模組包括一風扇本體以及一配置於該風扇本體上的發光元件，且該發光控制方法包括：提供一第一霍爾元件以及一第一磁性元件，其中當該風扇本體旋轉時，帶動該第一磁性元件相對於該第一霍爾元件旋轉；偵測該第一霍爾元件的電性訊號，以獲得該風扇本體的轉動週期資訊；依據該風扇本體的該轉動週期資訊產生多個燈效控制訊號， 其中當該風扇本體旋轉時，該發光元件的移動軌跡形成一封閉區域，該封閉區域具有多個分區，且該些燈效控制訊號分別與該封閉區域的該些分區對應；以及當該發光元件通過該封閉區域的該些分區時，依序傳遞對應的該些燈效控制訊號至該發光元件，以在該封閉區域的該些分區上形成多種發光模式。
7. 如申請專利範圍第6項所述的發光控制方法，其中獲得該風扇本體的該轉動週期資訊的方法包括：使該風扇本體的一腳位與一連接器上的一轉速偵測針腳電性連接；以及依據該轉速偵測針腳的電性訊號，獲得該風扇本體的一轉速訊號，以獲得該風扇本體的該轉動週期資訊。
8. 如申請專利範圍第6項所述的發光控制方法，其中該發光元件為一全彩發光二極體。
9. 如申請專利範圍第6項所述的發光控制方法，其中獲得該風扇本體的該轉動週期資訊的方法包括：提供一第二霍爾元件以及一第二磁性元件，其中當該風扇本體旋轉時，帶動該第二磁性元件相對於該第二霍爾元件旋轉，且該第二磁性元件設置在能使該第二霍爾元件感應，且不干擾該第一霍爾元件的位置上；以及偵測該第二霍爾元件的電性訊號，以獲得該風扇本體的該轉動週期資訊。
10. 如申請專利範圍第9項所述的發光控制方法，適用於一發光風扇單元，其中該發光風扇單元包括多個發光風扇模組，且該些發光風扇模組的該些發光模式彼此對應，以使該些發光風扇模組能形成多種複合發光模式。