TW201601595A - 主動式智慧型照度自動控制之照明光源模組及燈具 - Google Patents

Abstract

一種藉由預設之照度需求的主動式智慧型照度自動控制之照明光源模組及燈具，其包含一進行發光作動照射出一光照範圍之發光模組及一設於該發光模組上並與該發光模組資訊連結感測光照範圍照度(Illuminance)之光感測組件，上述之光感測組件係由一導光管及一光感知元件所組成，透過上述之結構，光照範圍內之光反射後進入導光管，並由光感知元件感測光照範圍內之平均照度，對發光模組進行控制達到主動維持光照範圍內之照度，達到照度穩定之優點。

Description

主動式智慧型照度自動控制之照明光源模組及燈具

本發明為提供一種穩定維持照度之照明設備，尤其是指一種照度穩定的主動式智慧型照度自動控制之照明光源模組及燈具。

按，發光模組，即為一般口語所述之光源，透過提供電力後，轉換成光照射出來，達到照明之目的。

當前的燈具，大多都只有單段的功能，也就是全亮或熄滅，而這種單段作動之方式，有著許多問題，如過亮過暗、耗電等等常見的問題，對此，只能減少燈具使用的量數，如原本用三盞，改為使用兩盞。

後來有一種透過外部電路的控制，來改變亮度的做法，這種做法當前分為兩種，一種是增加段數，如100%、75%、50%、25%亮度的做法，讓使用者來選擇最適合的亮度，另一種做法為可無段調亮度之方式，透過操作旋鈕或電子控制，自由選擇所需要之亮度，而上述之兩種做法，皆有一個共通的問題，就是要人主動去調整，當外部環境亮度變化時，這種燈具只會依據當前的設定值去發光，要更亮或更暗只能自己去操作。

後來的燈具又對這種狀況進行改善，透過自動感應的方式，對空間的亮度進行光亮度自動調整，而不是針對光源或燈具的有效照射範圍內的照度去進行調整，這樣的情況下，因為自動感應無法有效的聚焦鎖定在照射範圍內，就會導致後續的動作誤判，如自動增強或減少亮度，或者不規則亮度強弱變化，當這樣的情況發生，對使用者的視力就會是一個極大的負擔，當使用者是成年人時，還較能避免這樣的視力損壞，而使用者是孩童時，根本無法察覺這樣的異狀變化，故近年來，國人平均視力有明顯變差的趨勢。

是以，要如何解決上述習用之問題與缺失，即為本發明之申請人與從事此行業之相關廠商所亟欲研究改善之方向所在者。

故，本發明之申請人有鑑於上述缺失，乃蒐集相關資料，經由多方評估及考量，並以從事於此行業累積之多年經驗，經由不斷試作及修改，始設計出此種照度穩定的發明專利者。

本發明之主要目的在於：發光元件藉由驅動模組進行發光作動，而發光模組藉由光感測組件所傳回的資訊對驅動模組進行控制保持光照範圍的照度，而光照範圍的照度變化時，藉由導光管將照射範圍之影像成像於光感知元件上，並透過光感知元件偵測光照範圍照度，進而使轉換控制電路介面將發光元件之亮度調整至預設之照度需求，其原理如同照相機的測光裝置一樣(對焦後測光藉以調整光圈跟快門)，藉由上述技術，可針對習用燈具所存在之亮度需手動調整且肉眼又無法判定照度是否過亮或過暗等問題加以改良，達到照度穩定之實用進步性。

為達上述之目的，本發明主動式智慧型照度自動控制之照明光源模組及燈具，其主要包含一發光模組及一設於發光模組上並與該發光模組資訊連結感測光照範圍照度之光感測組件，當中之光感測組件係由一導光管及一光感知元件所組成，而發光模組則包含一殼體組件、一設於該殼體組件內或外之驅動模組、至少一設於該殼體組件一側處並與該驅動模組電性連結進行發光作動之發光元件及一收容於該殼體組件內並與該驅動模組電性連結控制光照範圍照度之轉換控制電路介面。

藉由上述之結構，當發光元件發光作動時，所產生之光將照射於光照範圍內，而光照範圍內的光將透過上述之聚焦成像原理，使光進入導光管內並投射於光感知元件上，使光感知元件可直接感測到光照範圍之當前照度，而光感測組件透過轉換控制電路介面之作動，將會把反射進入的照度轉換成電流變化，對驅動模組進行下令，而轉換控制電路介面將根據電流的變化及當初的照度設定值，使驅動模組對應配合視情況增減電壓的輸出變化，讓發光元件增減亮度，藉此達到照度穩定之實用進步性。

1、1a‧‧‧發光模組

11‧‧‧殼體組件

111‧‧‧調整組件

12‧‧‧驅動模組

13、13a‧‧‧發光元件

14‧‧‧轉換控制電路介面

2、2a‧‧‧光感測組件

21、21a‧‧‧導光管

211a‧‧‧反光件

22、22a‧‧‧光感知元件

23‧‧‧小孔

23a‧‧‧透鏡

第一圖 係為本發明較佳實施例之立體圖。

第二圖 係為本發明較佳實施例之結構方塊圖。

第三圖 係為本發明較佳實施例之光感測組件反光示意圖。

第四圖 係為本發明較佳實施例之作動示意圖(一)。

第五圖 係為本發明較佳實施例之作動示意圖(二)。

第六圖 係為本發明另一較佳實施例之立體圖。

第七圖 係為本發明較佳實施例之另一態樣光感測組件反光示意圖。

為達成上述目的及功效，本發明所採用之技術手段及構造，茲繪圖就本發明較佳實施例詳加說明其特徵與功能如下，俾利完全了解。

請參閱第一圖至第三圖所示，係為本發明較佳實施例之立體圖至光感測組件反光示意圖，由圖中可清楚看出本發明係包括：一進行發光作動照射出一光照範圍之發光模組1；及一設於該發光模組1上並與該發光模組1資訊連結感測光照範圍照度(Illuminance)之光感測組件2，該光感測組件2係由一導光管21及一光感知元件22所組成。

呈上所述，當中之發光模組1係包含：一殼體組件11；一設於該殼體組件11內或外之驅動模組12；至少一設於該殼體組件11一側處並與該驅動模組12電性連結進行發光作動之發光元件13；及一收容於該殼體組件11內並與該驅動模組12電性連結控制光照範圍照度之轉換控制電路介面14。

上述之殼體組件11設有一調整組件111，該調整組件111與該發光模組1連結作動，進行光照範圍照度之調整設定。上述之光感測組件2係與該發光元件13設於同一水平面上或照射面前方，且發光元件13為發光二極體。

上述之導光管21為直線型之態樣，該導光管21一端為一開口(可成像 的小孔23)，另一端供該光感知元件22設置。

請同時配合參閱第一圖至第五圖所示，係為本發明較佳實施例之立體圖至作動示意圖(二)，由圖中可清楚看出，本發明為一種自動控制維持光照範圍照度的發光模組，其大致結構已於上述說明，在此更加針對本發明技術特點加以說明，請參考第三圖，於本實施例中，光感測組件2與發光模組1為齊平設計，導光管21為直筒狀之態樣，並於開口處為成像之小孔23，此為周圍環境光源進入光感測組件2之示意圖，由圖中可看出，將會進行聚焦成像原理(其原理如同照相機的測光裝置一樣(對焦後測光藉以調整光圈跟快門))，使光照射於光感知元件22上；上述之光感測組件2，其目的在於過濾周圍環境光，並擷取對焦光照範圍所反射之光線，測得光照範圍之照度；充分了解光感測組件2工作原理後，即可了解此設計的好處，而測得之照度，將會透過轉換控制電路介面14進行轉換，請參考第四圖及第五圖，使用時，先透過殼體組件11上之調整組件111，先行設定光照範圍所需要的照度，轉換控制電路介面14將會根據這個設定值，對驅動模組12加以控制，透過驅動模組12之輸出電壓變化，將可達到控制發光元件13之目的；當光照範圍之照度產生變化時，如照射距離改變，週圍環境明亮產生變化等等，光感測組件2感測到的狀況將會改變，例如發光元件13與照射面距離變近時，進入光感知元件22的光將會變強，而轉換控制電路介面14輸出的訊號將會改變(如電流變大)，轉換控制電路介面14將會把這個狀態改變與調整組件111的設定值進行比較，對驅動模組12下令減少電壓輸出，進行發光元件13之亮度控制，反之亦然，當照射面距離變遠時，則會加強發光元件13之光輸出，透過此種方式，將可達到定點照度穩定之目的，進一步達到光平衡之優點，避免光強弱變化過於劇烈，導致使用者眼睛受強光照射後產生之目眩，這樣將相機測光原理之裝置與自動感應型之燈具結合所產生出來的燈具，改善了當前所有自動感應型之燈具的缺失，當光感測組件2能精準的測得光照範圍之亮度時，後續的動作就能精準的進行調整變化(光感知元件22、轉換控制電路介面14、驅動模組12、發光元件13等一連串的連動影響)，這樣看似容易的技術結合，卻能使後續的使用效果有著巨大的差異性，達成照度穩定之極大優點。

請參考第六圖至第七圖，係為本發明另一較佳實施例之立體圖至另一態樣光感測組件反光示意圖，此圖之導光管21a為V型之態樣，並於開口處設有 一聚焦光照範圍之透鏡23a，且在導光管21a之中段轉角設有一進行反射照射光源之反光件211a，這樣的設計在環境光源光向混亂時(有可能為某光源的直射光，也有可能是反射光)，這些光源要進入導光管21a內，開口處的透鏡23a將會發揮過濾之功效，惟有直射光才有辦法進入導光管21a，當中因導光管21a之設計，進入的光線將會藉由反光件211a進行反射，順利的照射於另一端的光感知元件22a，另外，因為V型或U型之導光管21a設計，可有效避免環境光照之影響，如此一來，將可任意規劃光感知元件22a之位置，上述態樣之光感知元件22a皆為設置於發光模組1a前端，也就是發光元件13a之照射前端，而這個態樣之光感知元件22a則鄰設於發光元件13a(如第一圖及第六圖之差異)，這說明了因為V型或U型之導光管21a設計可防止發光元件13a之光誤進入光感知元件22a內之錯誤狀況，而這樣的結構，將可使光感測組件2a的位置設計上更加靈活，並減少製作上的難度，達到製作方便之額外優勢。

是以，本發明之主動式智慧型照度自動控制之照明光源模組及燈具為可改善習用之技術關鍵在於：

一、運用光的物理特性，並搭配導光管21、反光件211a及透鏡或成像小孔23之配合，讓光感知元件22準確得知的光照範圍的當前照度，並使光感測組件2設置上更具彈性，同時間搭配轉換控制電路介面14及驅動模組12的作動配合，使發光元件13能根據設計及變化逐漸改變亮度，達到照度穩定及光平衡之目的，更進一步達到製作方便之優勢。

二、本發明之技術特點有別於習用自動偵測調光之模式，本發明為透過光感測組件2對光照範圍內之照度進行偵測進而調整，並藉由透鏡或成像小孔23進行成像原理，精準鎖定在光照範圍內所反射回來的光，如同相機測光之原理，來判斷光照範圍內照度是否為設定之照度，使整個光感知元件22能夠正確的作動，有別於習用對整個空間進行亮度判斷，所做出來不是最正確的感測(測光)動作，如此將可更加精準的對光照範圍之照度進行控制，達到光照範圍內照度穩定之優點。

惟，以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，非因此即拘限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為之簡易修飾及等效結構變化， 均應同理包含於本發明之專利範圍內，合予陳明。

綜上所述，本發明之主動式智慧型照度自動控制之照明光源模組及燈具於使用時，為確實能達到其功效及目的，故本發明誠為一實用性優異之發明，為符合發明專利之申請要件，爰依法提出申請，盼 審委早日賜准本發明，以保障申請人之辛苦發明，倘若 鈞局審委有任何稽疑，請不吝來函指示，申請人定當竭力配合，實感公便。

1‧‧‧發光模組

11‧‧‧殼體組件

111‧‧‧調整組件

12‧‧‧驅動模組

13‧‧‧發光元件

14‧‧‧轉換控制電路介面

2‧‧‧光感測組件

21‧‧‧導光管

22‧‧‧光感知元件

Claims (10)

1. 一種主動式智慧型照度自動控制之照明光源模組及燈具，其包含：一進行發光作動照射出一光照範圍並預設固定照度之發光模組；及一設於該發光模組上並與該發光模組資訊連結感測光照範圍照度(Illuminance)之光感測組件，該光感測組件係由一導光管及一光感知元件所組成，光照範圍內之光反射由該導光管一端處進入，由該光感知元件感測光照範圍內之照度，並對發光模組進行調光控制達到主動維持光照範圍內照度之目的。
2. 如申請專利範圍第1項所述之主動式智慧型照度自動控制之照明光源模組及燈具，其中該發光模組係包含：一殼體組件；一設於該殼體組件內或外之驅動模組；至少一設於該殼體組件一側處並與該驅動模組電性連結進行發光作動之發光元件；及一收容於該殼體組件內並與該驅動模組電性連結控制光照範圍照度之轉換控制電路介面。
3. 如申請專利範圍第2項所述之主動式智慧型照度自動控制之照明光源模組及燈具，其中該殼體組件設有一調整組件，該調整組件與該發光模組連結作動，進行光照範圍照度之調整設定。
4. 如申請專利範圍第2項所述之主動式智慧型照度自動控制之照明光源模組及燈具，其中該光感測組件係與該發光元件設於同一水平面上。
5. 如申請專利範圍第2項所述之主動式智慧型照度自動控制之照明光源模組及燈具，其中該光感測組件設於該發光元件之照射面前方。
6. 如申請專利範圍第2項所述之主動式智慧型照度自動控制之照明光源模組及燈具，其中該發光元件係為發光二極體。
7. 如申請專利範圍第1項所述之主動式智慧型照度自動控制之照明光源模組及燈具，其中該導光管係為V型、U型或直線型其中之一態樣，該導光管一端為一開口，另一端供該光感知元件設置，當該導光管係為V型或U型之態樣時，於該導光管之中段轉角設有一進行反射照射光源之反光件。
8. 如申請專利範圍第7項所述之主動式智慧型照度自動控制之照明光源模組及燈具，其中該導光管之開口處設有一聚焦光照範圍之透鏡。
9. 如申請專利範圍第7項所述之主動式智慧型照度自動控制之照明光源模組及燈具，其中該反光件係為一鏡面。
10. 如申請專利範圍第1項所述之主動式智慧型照度自動控制之照明光源模組及燈具，其中該光感測組件係透過對焦後進行測光之方式，對光照範圍內之所反射回來的光進行感測。