TWM512667U - 自動感測調光照明燈具 - Google Patents

Description

自動感測調光照明燈具

本創作係關於照明燈具，尤其是一種自動因應外部光線狀況調整照明狀態，並可有效排除干擾光線以提升感測精準度之自動感測調光照明燈具。

在現今生活中，燈具儼然已成為目前不可或缺之電子用品。隨技術成熟、環保意識抬頭以及對照明需求之變化，燈具種類係由早期的白熾燈逐漸演變為採用發光二極體(LED)作為燈源之燈具。

除了上述之燈具演變原因或需求，省電能力亦為當前燈具設計上之一重要考量。雖LED相對傳統白熾燈已更為省電，但在長時間使用下，仍會消耗掉相當多的能源。特別對於日照較強或光線充足之區域，由於LED燈之亮度一般多略高於日照亮度，或是出現比日照亮度還低之情況，故當此時若開啟LED燈更造成能源之浪費。因此，為了因應此種要求，相關業者亦發展出可調光之LED燈，使用者可透過定時方式使LED燈可於設定時間自動調整其亮度，例如於中午日照較為強烈，或是下午可接收日照的時段，即可設定LED燈自動關閉或是減弱其亮度，以達省電節能之功效。

然而，日照的強度並非僅受限於時間，天氣因素亦會影響架設LED燈區域所接收的日照亮度，因此，僅透過時間作為設定調光之條件， 雖可達節能之目的，但使用者所接收的照明亮度會因日照強度不均而產生過亮或過暗之情況，在使用上反而造成不適。而若需隨時因應當下的環境光線針對燈具進行調整，使用者必然需要頻繁地手動調整燈具亮度。無論距離燈具遠近，但凡需使用者自行不斷調整之方式必然會增添使用上之不便。

故為了使LED燈具可依據環境光線自動調整其亮度，以提供使用者便利及舒適之照明效果，係衍生於LED燈具中設置感測器，以利燈具自行偵測外部光線並藉偵測結果調整LED之投射亮度。惟，雖透過感測器可免除使用者自行調整燈具亮度之操控動作，而轉藉自動化控制燈具之亮度，以提升使用上之便利性，但感測器於偵測外部環境光時，仍會受LED運作時發出之光線影響，導致無法精準地獲知實際環境光線強度，再進一步依據偵測之結果調整LED之亮度，故仍然無法提供使用者最佳之照明效果。

有鑑於此，本創作人係構思一種自動感測調光照明燈具，希冀於利用感測器自動感應環境光線同時，亦濾除其餘干擾光線以使燈具更為準確地因應外界亮度自動調變至最佳照明狀態。

本創作之一目的，旨在提供一種自動感測調光照明燈具，係可自動因應外部環境光線調整亮度，以供予使用者適宜之照明光線，並可達節能功效。

本創作之另一目的，旨在提供一種自動感測調光照明燈具，係可有效排除非屬實際環境光線之干擾光，以提升感測之準確度與發光狀 態之調變精準度。

為達上述目的，本創作之自動感測調光照明燈具，係具有一基座、複數個LED光源、一感測器及一燈罩，該等LED光源、該感測器係設置於該基座，該燈罩係罩設於該基座並與該基座側緣相組接，用以封閉該等LED光源及該感測器，該自動感測調光照明燈具，包含：一導光柱，設置於該燈罩，且該導光柱係自該燈罩朝向該基座延伸設置且一端靠抵於該感測器，以導引外部環境光線進入該燈罩供該感測器進行偵測；及一處理器，係設置於該基座，包含：一濾通單元，係分別與該感測器及該等LED光源電訊連接，供以接收該感測器於偵測後之一偵測訊號波形與該等LED光源之一驅動電壓波形，其中當該驅動電壓波形準位為零時之區段，其相對該偵測訊號波形具有一餘光準位與一環境光準位，且該餘光準位高於該環境光準位，又該濾通單元係僅擷取該環境光準位而排除該餘光準位；及一調變單元，電訊連接該濾通單元，並依據該環境光準位資訊自動調整並驅動該等LED光源之發光狀態。

其中，該處理器係針對該等LED光源設有一開關頻率，且該開關頻率係介於1K~4KHz，於此開關頻率下，係使該自動感測調光照明燈具可相對使用者具有最低之餘光效果，避免產生頻閃現象。

又，本創作所述依據該環境光準位資訊自動調整並驅動該等LED光源之發光狀態，係透過調整該驅動電壓波形空佔比進而對應輸出多段不同亮度之感應光，藉此方式使該自動感測調光照明燈具提供多樣化之照明狀態。

此外，係使該導光柱具有一入光面及一出光面，該入光面位 於該燈罩外側平面，該出光面係與該感測器靠抵接觸，且較佳者該入光面之面積係大於該出光面之面積，藉此係可增加該入光面導引之光線量並提升該感測器之感測效果，亦可使該導光柱之表面係塗設有一阻絕層，以防止該等LED光源發出之光線受該導光柱導引至該感測器。

由於外部環境光線於極短時間內不易出現極大變化，為了有效控制該自動感測調光照明燈具之自動調變照明頻率，該處理器係收集一設定時間內之複數感測資料，且各該感測資料並包含該偵測訊號波形資料，該設定時間係介於3秒~15秒，該處理器並針對該等感測資料計算一平均調變資料，且依據該平均調變資料調整該等LED光源之發光狀態，此外，該感測資料係更包括外部環境光線之亮度數值及/或色溫數值，藉此可使本創作更為有效率地因應環境調整光線。

本創作之該自動感測調光照明燈具係為一崁燈或一球泡燈，且可使該感測器係位於該基座表面中央處，且該等LED光源係以該感測器為中心呈環狀繞設於該基座表面。

綜上所述，該自動感測調光照明燈具係藉由偵測環境光線而自動調整發光狀態，以提供最適合使用者之照明效果，並藉由該濾通單元有效排除非屬環境光之光線影響，提升該感測器之偵測準確度並降低造成錯誤偵測結果之情形發生。此外，本創作係利用該導光柱作為收集外部環境光線之裝置，相較於習用之感測燈具亦可進一步防止該感測器接收過多來自該等LED光源之光線而影響偵測結果。

1‧‧‧自動感測調光照明燈具

10‧‧‧基座

11‧‧‧LED光源

12‧‧‧感測器

13‧‧‧燈罩

14‧‧‧導光柱

141‧‧‧入光面

142‧‧‧出光面

143‧‧‧阻絕層

15‧‧‧處理器

151‧‧‧濾通單元

152‧‧‧調變單元

A‧‧‧偵測訊號波形

B‧‧‧驅動電壓波形

C‧‧‧餘光準位

D‧‧‧環境光準位

第1圖，為本創作較佳實施例之立體分解圖。

第2圖，為本創作較佳實施例之立體組裝示意圖。

第3圖，為本創作較佳實施例之感測器、LED光源與處理器之方塊示意圖。

第4圖，為本創作較佳實施例之偵測訊號波形與驅動電壓波形之比較示意圖。

第5圖，為本創作較佳實施例之應用剖面示意圖(一)。

第6圖，為本創作較佳實施例之應用剖面示意圖(二)。

第7圖，為本創作較佳實施例另一實施態樣之組裝剖面示意圖。

為使 貴審查委員能清楚了解本創作之內容，謹以下列說明搭配圖式，敬請參閱。

請參閱第1、2、3、4及5~6圖，其係為本創作較佳實施例之立體分解圖、立體組裝示意圖、感測器、LED光源與處理器之方塊示意圖、偵測訊號波形與驅動電壓波形之比較示意圖與各應用剖面示意圖。本創作之一種自動感測調光照明燈具1，係具有一基座10、複數個LED光源11、一感測器12及一燈罩13。該等LED光源11及該感測器12係設置於該基座10，該燈罩13則罩設於該基座10並與該基座10側緣相組接，用以封閉該等LED光源11及該感測器12。該自動感測調光照明燈具1係更包括一導光柱14及一處理器15。

該導光柱14設置於該燈罩13，且該導光柱14係自該燈罩13朝向該基座10延伸設置，並使該導光柱14一端靠抵於該感測器12，以導引外部環境光線進入該燈罩13供該感測器12進行偵測。其中該導光柱 14係具有一入光面141及一出光面142，該入光面141係位於該燈罩13外側平面，該出光面142則與該感測器12靠抵接觸，使光線自該入光面141進入該導光柱14，並受該導光柱14導引而自該出光面142投射至該感測器12，以更為精準且完整地導引外部環境光線。

該處理器15係設置於該基座10，並包含一濾通單元151及一調變單元152。該濾通單元151係分別與該感測器12及該等LED光源11電訊連接，供以接收該感測器12於偵測後之一偵測訊號波形A與該等LED光源11之一驅動電壓波形B。其中，當該驅動電壓波形B準位為零時之區段，其相對該偵測訊號波形A係具有一餘光準位C及一環境光準位D，且該餘光準位C係高於該環境光準位D，又該濾通單元151係僅擷取該環境光準位D而排除該餘光準位C。而該調變單元152係電訊連接該濾通單元151，以依據該環境光準位D資訊自動調整並驅動該等LED光源11之發光狀態。藉由該處理器15以排除該餘光準位C，使該自動感測調光照明燈具1可有效排除該等LED光源11之光線對該感測器12所造成之誤判情況，進一步提升該自動感測調光照明燈具1之偵測精準度，及確保該等LED光源11係完整依據外部環境光線進行調變。

如圖4所示，其係為該偵測訊號波形A及該驅動電壓波形B之比較示意圖。如前述，當該驅動電壓波形B準位為零時之區段時，相對該偵測訊號波形A會具有該餘光準位C及該環境光準位D，此時該濾通單元151係排除該餘光準位C而不作為調整該等LED光源11之判斷資訊，避免該等LED光源11之殘留光線影響偵測結果，而使該等LED光源11之調變不夠準確。

此外，該處理器15並針對該等LED光源11設有一開關頻率，且使該開關頻率介於1K~4KHz，藉此係可達節能之功效，並於該開關頻率範圍中，使用者肉眼可視之餘光效果達到最低，以避免該自動感測調光照明燈具1產生頻閃現象影響照明效果。而本創作所述依據該環境光準位D資訊自動調整並驅動該等LED光源11之發光狀態，係藉由透過調整該驅動電壓波形B空佔比進而對應輸出多段不同亮度之感應光。亦即本創作之調光方式係藉由調整該驅動電壓波形B空佔比例，以有效地使該自動感測調光照明燈具1提供更多元化之光線輸出態樣。

該自動感測調光照明燈具1係可為一崁燈或一球泡燈，於本實施例中，係以該自動感測調光照明燈具1為一崁燈為例說明之，惟本創作並不侷限於此。而本創作亦可依據各式照明需求而針對該等LED光源11之設置做調整，較佳者，該感測器12係位於該基座10表面中央處，且該等LED光源11係以該感測器12為中心呈環狀繞設於該基座10表面。

此外，本創作之該處理器15係收集一設定時間內之複數感測資料，且各該感測資料係包含該偵測訊號波形A資料，該設定時間係介於3秒~15秒，該處理器15並針對該等感測資料計算一平均調變資料，且可依據該平均調變資料調整該等LED光源11之發光狀態。藉此係進一步限定該自動感測調光燈具1對於該等LED光源11之調整頻率，亦即可使該處理器15收集一定量之該等感測資料後，再執行分析與計算，主要係以各該感測資料中所包含之該偵測訊號波形A資料與該驅動電壓波形B資料進行統計與運算，以得到該平均調變資料，並根據該平均調變資料對該等LED光源11之發光狀態進行調整。以常理而言，外部環境光線於極短時間內較 不易出現過大差異，因此當該感測器12之偵測頻率較高亦即偵測間隔時間較密集時，係可防止該處理器15過於頻繁調整該等LED光源11之狀態，造成無實益之調變行為。此外，該感測資料係更包括外部環境光線之亮度數值及/或色溫數值，使該處理器15可於調整該等LED光源11時考量更多參考資訊，以更為準確地因應外部環境光線調變該等LED光源11之發光狀態。

該自動感測調光照明燈具1於應用時，該導光柱14係自該入光面141導引外部環境光線進入該燈罩13內，並由該出光面142傳輸至該感測器12，而如圖5所示。此時，該感測器12係依據外部環境光線而獲得該感測資料及包含於該感測資料之各項內容，如前述之該偵測訊號波形A之資料、亮度數值及/或色溫數值。該處理器15接收該感測資料後，係透過該濾通單元151擷取該環境光準位D，並使該調變單元152主要依據該環境光準位D資訊針對該等LED光源11進行調整。同時，該處理器15亦可依據外部環境光線之亮度數值、色溫數值等資訊一併配合該環境光準位D資訊決定該等LED光源11之調整狀態。而假定經該感測器12之感測結果認為外部環境光線屬較強而須調低該等LED光源11之亮度，則如圖6所示，該自動感測調光照明燈具1即自行調整該等LED光源11發光狀態，使其具有較微弱之照明光線，以達節能及符合環境亮度之照明效果，反之若外部環境光線過弱則可藉該自動感測調光照明燈具1達到補光效果。其中，於調光同時，該感測器12亦可持續接收自該導光柱14導引之外部環境光線，或於調光時即暫停接收來自該導光柱14導引之外部環境光線。

請繼續參閱第7圖，其係為本創作較佳實施例另一實施態樣 之組裝剖面示意圖。於本實施態樣中，係使該導光柱14之該入光面141之面積係大於該出光面142之面積，且該導光柱14係可為自該入光面141朝向該出光面142漸縮之圓柱體或圓錐體等，而如圖7所示。藉由增大該入光面141之面積，係可提升該導光柱14所擷取之外部環境光線量，以使該導光柱14導引足夠之偵測光線，而該出光面142之面積較佳僅需完整覆蓋該感測器12即可，以提升該感測器12之接收效能。此外，於該導光柱14之表面係塗設有一阻絕層143，以藉可隔絕光線之該阻絕層143進一步防止該等LED光源11之光線受該導光柱14導引至該感測器12，影響偵測結果。

本創作之該自動感測調光照明燈具1，係可藉由偵測外部環境光線以調整該等LED光源11之發光狀態，使其可自動因應偵測結果調整至最適於使用者之照明效果，並達到節能效果。由於該感測器12於偵測光線時，仍會受到該等LED光源11投射出的光線影響而易造成錯誤判定，使該等LED光源11無法符合實際環境光線狀態調整，因此，為了有效解決此一問題，本創作係利用該濾通單元151將屬於該等LED光源11之該驅動電壓波形B，相對該偵測訊號波形A之該餘光準位C排除，僅擷取該環境光準位D作為調整該等LED光源11發光狀態之依據，使該自動感測調光照明燈具1可精準地因應外部環境光線調整照明效果。又，該感測器12針對環境光線除可獲得該偵測訊號波形A外，亦可獲得外部環境光線之亮度數值與色溫數值等資訊，再將該設定時間內之該等感測資料內容進行運算以獲得該平均調變資料，使本創作係可於一定時間內進行照明調整。此外，本創作係利用該導光柱14有效導引外部環境光線進入該燈罩13並為該感測器12接收以進行偵測，藉由該導光柱14亦可進一步地防止該感測器12受 該等LED光源11影響程度，而達到更為精準之偵測與調整。

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

1‧‧‧自動感測調光照明燈具

10‧‧‧基座

11‧‧‧LED光源

12‧‧‧感測器

13‧‧‧燈罩

14‧‧‧導光柱

141‧‧‧入光面

142‧‧‧出光面

15‧‧‧處理器

151‧‧‧濾通單元

152‧‧‧調變單元

Claims (10)

1. 一種自動感測調光照明燈具，係具有一基座、複數個LED光源、一感測器及一燈罩，該等LED光源、該感測器係設置於該基座，該燈罩係罩設於該基座並與該基座側緣相組接，用以封閉該等LED光源及該感測器，該自動感測調光照明燈具，包含：一導光柱，設置於該燈罩，且該導光柱係自該燈罩朝向該基座延伸設置且一端靠抵於該感測器，以導引外部環境光線進入該燈罩供該感測器進行偵測；及一處理器，係設置於該基座，包含：一濾通單元，係分別與該感測器及該等LED光源電訊連接，供以接收該感測器於偵測後之一偵測訊號波形與該等LED光源之一驅動電壓波形，其中當該驅動電壓波形準位為零時之區段，其相對該偵測訊號波形具有一餘光準位與一環境光準位，且該餘光準位高於該環境光準位，又該濾通單元係僅擷取該環境光準位而排除該餘光準位；及一調變單元，電訊連接該濾通單元，並依據該環境光準位資訊自動調整並驅動該等LED光源之發光狀態。
2. 如申請專利範圍第1項所述之自動感測調光照明燈具，其中，該處理器係針對該等LED光源設有一開關頻率，且該開關頻率係介於1K~4KHz。
3. 如申請專利範圍第2項所述之自動感測調光照明燈具，其中，所述依據該環境光準位資訊自動調整並驅動該等LED光源之發光狀態，係透過調整該驅動電壓波形空佔比進而對應輸出多段不同亮度之感應光。
4. 如申請專利範圍第3項所述之自動感測調光照明燈具，其中，該導光柱 具有一入光面及一出光面，該入光面位於該燈罩外側平面，該出光面係與該感測器靠抵接觸。
5. 如申請專利範圍第4項所述之自動感測調光照明燈具，其中，該導光柱之表面係塗設有一阻絕層，以防止該等LED光源發出之光線受該導光柱導引至該感測器。
6. 如申請專利範圍第4或5項所述之自動感測調光照明燈具，其中，該入光面之面積係大於該出光面之面積。
7. 如申請專利範圍第1項所述之自動感測調光照明燈具，其中，該感測器係位於該基座表面中央處，且該等LED光源係以該感測器為中心呈環狀繞設於該基座表面。
8. 如申請專利範圍第1項所述之自動感測調光照明燈具，其中，該處理器係收集一設定時間內之複數感測資料，且各該感測資料並包含該偵測訊號波形資料，該設定時間係介於3秒~15秒，該處理器並針對該等感測資料計算一平均調變資料，且依據該平均調變資料調整該等LED光源之發光狀態。
9. 如申請專利範圍第8項所述之自動感測調光照明燈具，其中，該感測資料係更包括外部環境光線之亮度數值及/或色溫數值。
10. 如申請專利範圍第1項所述之自動感測調光照明燈具，其中，該自動感測調光照明燈具係為一崁燈或一球泡燈。