TWM446271U - 照明燈具 - Google Patents

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TWM446271U
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Neng-Chung Hu
Chin-Chuan Wu
wei-zhen Wu
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Univ Nat Taiwan Science Tech
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/20—Controlling the colour of the light

Landscapes

  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Description

照明燈具
本創作係與一種照明燈具有關，特別是一種符合能源之星規範的照明燈具。
能源之星(Energy Star)，是一項由美國政府主導，主要針對消費性電子產品的能源節約計畫。能源之星(Energy star)對於照明產品訂定了一些規範，其主要係利用黑體輻射所訂定之八種色溫(2700K、3000K、3500K、4000K、4500K、5000K、5700K、及6500K)的照明光，且每種色溫的照明光之演色指數(CRI)均需大於80。傳統的發光二極體(light-emitting diode,LED)照明燈具，其之光色目前可分為冷白、暖白、與白色等三種，且通常為固定色而無法調色光。
為了達到可調色光，現有之混光照明技術乃是利用可發出紅光、綠光及藍光之LED光源來進行混光，並個別控制紅光LED、綠光LED及藍光LED之發光強度，來改變並達成不同的顏色或色溫要求。然而，每一個發光二極體係各自具有一單色波峰，所以僅以紅光、綠光及藍光LED混光而成的光譜往往不會均勻，而無法達到高演色指數(CRI)。
因此，目前已有使用多種LED進行混光來達到改變色光的技術，例如可利用發出紅色、琥珀色、藍色、綠色的LED來進行混 光，並調製成不同色溫的照明光。惟，類似的市售可調變照明燈具之演色指數(CRI)在調製到上述色溫時，皆無法完全達到能源之星的要求，亦即其僅有在某些色溫下之演色指數可到80以上。
此外，為了達到高演色指數，目前已有利用多種LED(大於4種)來進行混光的燈具，但其成本需提高很多。另外，在上述多種LED中，有些係利用掺雜有螢光粉的LED，其在此用途上具有容易劣化缺點。一旦該掺雜有螢光粉的LED產生劣化，整個燈具將會產生嚴重的色偏。
因此，如何創作出一種符合能源之星規範的照明燈具，使得該燈具可調製出各種色溫且具有高演色指數，將是本創作所欲積極揭露之處。
有鑑於此，本創作之目的在於提供一種能源之星照明燈具，其僅需使用四種落在特定波長的LED，即可調製出10種不同色溫的照明光，且每一色溫之照明光都可達到演色指數90以上，進而達到僅省成本且照明效果良好之目的。
為達成上述目的，本創作提供之照明燈具，其係用於發出複數個具有不同色溫之光，該照明燈具包含有一光源組合及一驅動模組。該光源組合包含：一第一LED，其所發光之主要波長係落在447至463奈米；一第二LED，其所發光之主要波長係落在520至540奈米；一第三LED，其所發光之主要波長係落在588至605 奈米；及一第四LED，其發光之主要波長係落在623至670奈米。該驅動模組電性連接於該光源組合，該驅動模組係用於驅動該些LED使其等發光，並控制該第一、第二、第三及第四LED發光的能量配比，以發出具有該些色溫的光。其中該等光之演色指數皆大於90。
具體來說，該些色溫包含2700K、3000K、3500K、4000K、4500K、5000K、5700K、6500K、9000K、及12000K。此外，發出上述10種色溫之該第一LED的發光能量配比係落在0.061至1；該第二LED的發光能量配比係落在0.124至1；該第三LED的發光能量配比係落在0.220至1；該第四LED的發光能量配比係落在0.178至1。
在一較佳實施例中，發出色溫為2700K的光時，該第一LED的發光能量配比係落在0.061至0.435；該第二LED的發光能量配比係落在0.124至0.925；該第三LED的發光能量配比係落在0.220至1；該第四LED的發光能量配比係落在0.755至1。
在一較佳實施例中，發出色溫為3000K的光時，該第一LED的發光能量配比係落在0.087至0.569；該第二LED的發光能量配比係落在0.144至1；該第三LED的發光能量配比係落在0.229至1；該第四LED的發光能量配比係落在0.672至1。
在一較佳實施例中，發出色溫為3500K的光時，該第一LED的發光能量配比係落在0.076至0.799；該第二LED的發光能量配比係落在0.132至1；該第三LED的發光能量配比係落在0.229至 1；該第四LED的發光能量配比係落在0.560至1。
在一較佳實施例中，發出色溫為4000K的光時，該第一LED的發光能量配比係落在0.193至0.977；該第二LED的發光能量配比係落在0.212至1；該第三LED的發光能量配比係落在0.252至1；該第四LED的發光能量配比係落在0.488至1。
在一較佳實施例中，發出色溫為4500K的光時，該第一LED的發光能量配比係落在0.253至1；該第二LED的發光能量配比係落在0.244至1；該第三LED的發光能量配比係落在0.263至1；該第四LED的發光能量配比係落在0.424至1。
在一較佳實施例中，發出色溫為5000K的光時，該第一LED的發光能量配比係落在0.314至1；該第二LED的發光能量配比係落在0.267至1；該第三LED的發光能量配比係落在0.268至1；該第四LED的發光能量配比係落在0.391至1。
在一較佳實施例中，發出色溫為5700K的光時，該第一LED的發光能量配比係落在0.384至1；該第二LED的發光能量配比落係在0.306至1；該第三LED的發光能量配比係落在0.279至0.949；該第四LED的發光能量配比係落在0.356至1。
在一較佳實施例中，發出色溫為6500K的光時，該第一LED的發光能量配比係落在0.459至1；該第二LED的發光能量配比係落在0.333至1；該第三LED的發光能量配比係落在0.284至0.885；該第四LED的發光能量配比係落在0.313至1。
在一較佳實施例中，發出色溫為9000K的光時，該第一LED 的發光能量配比係落在0.693至1；該第二LED的發光能量配比係落在0.434至0.888；該第三LED的發光能量配比係落在0.263至0.644；該第四LED的發光能量配比係落在0.205至1。
在一較佳實施例中，發出色溫為12000K的光時，該第一LED的發光能量配比係落在0.759至1；該第二LED的發光能量配比係落在0.455至0.828；該第三LED的發光能量配比係落在0.239至0.579；該第四LED的發光能量配比係落在0.178至1。
在一較佳實施例中，該驅動模組係為一微處理器，該微處理器係同步送出四種脈波寬度調變訊號並分別送至該些LED。
根據本創作之較佳實施例，僅利用四種特定波長的LED混光即可實現能源之星之多種色溫的規範。另外，透過驅動模組控制上述四種LED的能量配比就可動態調控呈現能源之星之八種色光，且每一種之色光其演色指數皆大於90。不僅於此，本創作之照明燈具還可調製出9000K及12000K的高色溫照明光，此兩高色溫之照明光具有提高人注意力與警覺性之功效，可提振使用者下午想昏睡之精神。
為讓本創作之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，下文將舉出實施例來加以說明，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
以下將配合附圖來詳細說明本創作之能源之星照明燈具的一 較佳實施例。請參照第1圖，第1圖繪示本創作之一較佳實施例的能源之星照明燈具的示意圖。此較佳實施例的能源之星照明燈具10，係包含一光源組合100及一驅動模組200。該光源組合100包含一第一發光二極體(LED)120、一第二LED140、一第三LED160、及一第四LED180。較佳地，第一LED120、第二LED140、第三LED160及第四LED180係彼此很靠近地打件在同一電路板150上，以達到較佳的混光效果。值得注意的是，本創作並不限制上述四顆LED的排列方式。
在此較佳實施例中，第一LED120所發光之主要波長(即波峰)係落在447至463奈米(nanometers)；第二LED140所發光之主要波長係落在520至540奈米；第三LED所發光之主要波長係落在588至605奈米；及第四LED所發光之主要波長係落在623至670奈米。據此，本創作之四種LED皆為單色LED且不需掺雜螢光粉，因而可得較佳的耐用度。
如第1圖所示，該驅動模組200係電性連接於該光源組合100。具體來說，該驅動模組200係分別電性連接至第一LED120、第二LED140、第三LED160及第四LED180。該驅動模組200係用於驅動該些LED使其發光，且控制第一LED120、第二LED140、第三LED160及第四LED180發光的能量配比，以發出具有該些色溫的光。具體來說，該驅動模組200可以為一微處理器(microprocessor)，該微處理器可同步送出四種脈波寬度調變(Pulse Width Modulation,PWM)訊號並分別送至該些LED，以調控第一 LED120、第二LED140、第三LED160及第四LED180發光的能量配比。
在此較佳實施例中，該些LED可以發出能源之星所規範的八種色溫之光，即2700K、3000K、3500K、4000K、4500K、5000K、5700K、6500K。此外，此較佳實施例的能源之星照明燈具10還可發出高色溫之9000K及12000K兩種色光，且上述色光的演色指數均可達到90。對於上述四個特定波常之LED而言，發出上述10種色溫之該第一LED的發光能量配比係落在0.061至1；該第二LED的發光能量配比係落在0.124至1；該第三LED的發光能量配比係落在0.220至1；該第四LED的發光能量配比係落在0.178至1。
以下針對發出各種色溫之光的上述四種LED所需之能量配比來做說明。
當欲發出色溫為2700K的光時，該驅動模組200會控制上述四種LED所需的能量配比，使其等分別為：該第一LED120的發光能量配比係落在0.061至0.435；該第二LED140的發光能量配比係落在0.124至0.925；該第三LED160的發光能量配比係落在0.220至1；該第四LED180的發光能量配比係落在0.755至1。
相似地，當欲發出色溫為3000K的光時，該驅動模組200會控制上述四種LED所需的能量配比，使其等分別為：該第一LED120的發光能量配比係落在0.087至0.569；該第二LED140的發光能量配比係落在0.144至1；該第三LED160的發光能量配 比係落在0.229至1；該第四LED180的發光能量配比係落在0.672至1。
相似地，當欲發出色溫為3500K的光時，該驅動模組200會控制上述四種LED所需的能量配比，使其等分別為：該第一LED 120的發光能量配比係落在0.076至0.799；該第二LED140的發光能量配比係落在0.132至1；該第三LED160的發光能量配比係落在0.229至1；該第四LED180的發光能量配比係落在0.560至1。
相似地，當欲發出色溫為4000K的光時，該驅動模組200會控制上述四種LED所需的能量配比，使其等分別為：該第一LED120的發光能量配比係落在0.193至0.977；該第二LED140的發光能量配比係落在0.212至1；該第三LED160的發光能量配比係落在0.252至1；該第四LED180的發光能量配比係落在0.488至1。
相似地，當欲發出色溫為4500K的光時，該驅動模組200會控制上述四種LED所需的能量配比，使其等分別為：該第一LED120的發光能量配比係落在0.253至1；該第二LED140的發光能量配比係落在0.244至1；該第三LED160的發光能量配比係落在0.263至1；該第四LED180的發光能量配比係落在0.424至1。
相似地，當欲發出色溫為5000K的光時，該驅動模組200會控制上述四種LED所需的能量配比，使其等分別為：該第一 LED120的發光能量配比係落在0.314至1；該第二LED140的發光能量配比係落在0.267至1；該第三LED160的發光能量配比係落在0.268至1；該第四LED180的發光能量配比係落在0.391至1。
相似地，當欲發出色溫為5700K的光時，該驅動模組200會控制上述四種LED所需的能量配比，使其等分別為：該第一LED120的發光能量配比係落在0.384至1；該第二LED140的發光能量配比係落在0.306至1；該第三LED160的發光能量配比係落在0.279至0.949；該第四LED180的發光能量配比係落在0.356至1。
相似地，當欲發出色溫為6500K的光時，該驅動模組200會控制上述四種LED所需的能量配比，使其等分別為：該第一LED120的發光能量配比係落在0.459至1；該第二LED140的發光能量配比係落在0.333至1；該第三LED160的發光能量配比係落在0.284至0.885；該第四LED180的發光能量配比係落在0.313至1。
相似地，當欲發出色溫為9000K的光時，該驅動模組200會控制上述四種LED所需的能量配比，使其等分別為：該第一LED120的發光能量配比係落在0.693至1；該第二LED140的發光能量配比係落在0.434至0.888；該第三LED160的發光能量配比係落在0.263至0.644；該第四LED180的發光能量配比係落在0.205至1。
相似地，當欲發出色溫為12000K的光時，該驅動模組200會控制上述四種LED所需的能量配比，使其等分別為：該第一LED120的發光能量配比係落在0.759至1；該第二LED140的發光能量配比係落在0.455至0.828；該第三LED160的發光能量配比係落在0.239至0.579；該第四LED180的發光能量配比係落在0.178至1。
舉發出2700K的色溫為例，本實施例中以微處理器實施的驅動模組200可同時發出四個PWM訊號，並分別送至該第一LED120、第二LED140、第三LED160及第四LED180，其中第一PWM訊號的責任週期(Duty cycle)為0.3；第二PWM訊號的責任週期(Duty cycle)為0.5；第三PWM訊號的責任週期(Duty cycle)為0.5；第四PWM訊號的責任週期(Duty cycle)為0.9。透過控制上述PWM訊號之責任週期，可以使得該第一LED120的發光能量配比為0.3，其係落在0.061至0.435之間。同樣地，該第二LED140的發光能量配比為0.5，其係落在0.124至0.925之間。該第三LED160的發光能量配比為0.5，其係落在0.220至1之間。該第四LED180的發光能量配比為0.9，其係落在0.755至1之間。
值得注意的是，上述透過LED的發光能量配比與PWM訊號之責任週期的前提為，上述四種LED之發光強度都相同，實際上，每顆LED之發光強度都有所不同，因此可個別調整所對應的PWM訊號之責任週期，使得每個LED之發光能量配比都能落在所需的區間。
綜上所述，本創作僅需利用四種特定波長的LED混光，即可實現能源之星的多種色溫之規範，且上述LED無須使用螢光粉，沒有易於衰退的問題。另外，透過驅動模組200來控制上述四種LED的能量配比，更可動態調控呈現能源之星之八種色光，且每一種之色光其演色指數皆大於90。不僅於此，本創作之照明燈具還可調製出9000K及12000K的高色溫照明光，此兩高色溫之照明光具有提高人注意力與警覺性之功效，可提振使用者下午想昏睡之精神。
雖然本創作已用較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本創作，本創作所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本創作之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此本創作之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧能源之星照明燈具
100‧‧‧光源組合
105‧‧‧電路板
120‧‧‧第一LED
140‧‧‧第二LED
160‧‧‧第三LED
180‧‧‧第四LED
200‧‧‧驅動模組
第1圖繪示本創作之一較佳實施例之能源之星照明燈具之示意圖。
10‧‧‧能源之星照明燈具
100‧‧‧光源組合
105‧‧‧電路板
120‧‧‧第一LED
140‧‧‧第二LED
160‧‧‧第三LED
180‧‧‧第四LED
200‧‧‧驅動模組

Claims (14)

  1. 一種照明燈具，其係用於發出複數個具有不同色溫之光，該照明燈具包含：一光源組合，其包含：一第一發光二極體(LED)，其所發光之主要波長係落在447至463奈米；一第二LED，其所發光之主要波長係落在520至540奈米；一第三LED，其所發光之主要波長係落在588至605奈米；及一第四LED，其所發光之主要波長係落在623至670奈米；一驅動模組，其係電性連接於該光源組合，該驅動模組係用於驅動該些LED使其等發光，並控制該第一、第二、第三及第四LED發光的能量配比，以發出具有該些色溫的光；其中該等光之演色指數皆大於90。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之照明燈具，其中該些色溫包含2700K、3000K、3500K、4000K、4500K、5000K、5700K、6500K、9000K、及12000K。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之照明燈具，其中該第一LED的發光能量配比係落在0.061至1；該第二LED的發光能量配比係落在0.124至1；該第三LED的發光能量配比係落在0.220至1；該第四LED的發光能量配比係落在0.178至1。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之照明燈具，其中發出色溫為2700K的光時，該第一LED的發光能量配比係落在0.061至 0.435；該第二LED的發光能量配比係落在0.124至0.925；該第三LED的發光能量配比係落在0.220至1；該第四LED的發光能量配比係落在0.755至1。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之照明燈具，其中當發出色溫為3000K的光時，該第一LED的發光能量配比係落在0.087至0.569；該第二LED的發光能量配比係落在0.144至1；該第三LED的發光能量配比係落在0.229至1；該第四LED的發光能量配比係落在0.672至1。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之照明燈具，其中當發出色溫為3500K的光時，該第一LED的發光能量配比係落在0.076至0.799；該第二LED的發光能量配比係落在0.132至1；該第三LED的發光能量配比係落在0.229至1；該第四LED的發光能量配比係落在0.560至1。
  7. 如申請專利範圍第2項所述之照明燈具，其中當發出色溫為4000K的光時，該第一LED的發光能量配比係落在0.193至0.977；該第二LED的發光能量配比係落在0.212至1；該第三LED的發光能量配比係落在0.252至1；該第四LED的發光能量配比係落在0.488至1。
  8. 如申請專利範圍第2項所述之照明燈具，其中當發出色溫為4500K的光時，該第一LED的發光能量配比係落在0.253至1；該第二LED的發光能量配比係落在0.244至1；該第三LED的發光能量配比係落在0.263至1；該第四LED的發光能量配比 係落在0.424至1。
  9. 如申請專利範圍第2項所述之照明燈具，其中當發出色溫為5000K的光時，該第一LED的發光能量配比係落在0.314至1；該第二LED的發光能量配比係落在0.267至1；該第三LED的發光能量配比係落在0.268至1；該第四LED的發光能量配比係落在0.391至1。
  10. 如申請專利範圍第2項所述之照明燈具，其中當發出色溫為5700K的光時，該第一LED的發光能量配比係落在0.384至1；該第二LED的發光能量配比係落在0.306至1；該第三LED的發光能量配比係落在0.279至0.949；該第四LED的發光能量配比係落在0.356至1。
  11. 如申請專利範圍第2項所述之照明燈具，其中當發出色溫為6500K的光時，該第一LED的發光能量配比係落在0.459至1；該第二LED的發光能量配比係落在0.333至1；該第三LED的發光能量配比係落在0.284至0.885；該第四LED的發光能量配比係落在0.313至1。
  12. 如申請專利範圍第2項所述之照明燈具，其中當發出色溫為9000K的光時，該第一LED的發光能量配比係落在0.693至1；該第二LED的發光能量配比係落在0.434至0.888；該第三LED的發光能量配比係落在0.263至0.644；該第四LED的發光能量配比係落在0.205至1。
  13. 如申請專利範圍第2項所述之照明燈具，其中當發出色溫為 12000K的光時，該第一LED的發光能量配比係落在0.759至1；該第二LED的發光能量配比係落在0.455至0.828；該第三LED的發光能量配比係落在0.239至0.579；該第四LED的發光能量配比係落在0.178至1。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之照明燈具，其中該驅動模組係為一微處理器，該微處理器係同步送出四種脈波寬度調變訊號並分別送至該些LED。
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