TW201625064A - 可調變演色性的照明系統及其方法 - Google Patents

Abstract

一種可調變演色性的照明系統及其方法，透過同步調整主輸出電壓及次輸出電壓，用以驅動主發光模組及次發光模組，並且在同時產生主光源及次光源時，將主光源與次光源進行混光，以便在不犧牲流明的前提下，用以達成提高光源演色性之技術功效。

Description

可調變演色性的照明系統及其方法

本發明涉及一種可調變演色性的照明系統及其方法，特別是將主光源及次光源進行混光以補償演色性之可調變演色性的照明系統及其方法。

近年來，隨著發光二極體（Light-Emitting Diode, LED）的普及與蓬勃發展，白光LED已經足以作為照明的光源使用。

一般而言，白光LED的實現方式大致上有兩種，第一種方式是組合不同波長的LED，分別控制通過個別LED的電流，再經由光擴散薄膜層將個別產生的光加以混和而產生白光；第二種方式則是利用可轉換波長的材料，如：半導體、螢光粉或染色劑等，搭配單色LED來形成白光。然而，由於演色性和流明成反比，為了達到照明的目的，通常會犧牲演色性，導致無論是第一種方式或第二種方式產生的白光均具有演色性不佳的問題。

有鑑於此，便有廠商提出利用紫外光的LED激發紅色、綠色及藍色等三色螢光粉的技術，實現高演色性的白光LED。然而，此方式因為紫外光的LED會使許多材料快速老化且其發光效率不佳，因此仍然無法有效解決在不犧牲流明的前提下，光源演色性不足的問題。

綜上所述，可知先前技術中長期以來一直存在光源演色性不足之問題，因此實有必要提出改進的技術手段，來解決此一問題。

本發明揭露一種可調變演色性的照明系統及其方法。

首先，本發明揭露一種可調變演色性的照明系統，應用在直流電壓線控調變的架構下，此系統包含：主發光模組、次發光模組、主穩壓模組、次穩壓模組及調變模組。其中，主發光模組用以產生主光源；次發光模組用以產生次光源；主穩壓模組與主發光模組電性連接，用以接收直流電壓並產生主輸出電壓驅動主發光模組產生主光源；次穩壓模組與主穩壓模組及次發光模組電性連接，用以接收主輸出電壓並產生次輸出電壓驅動次發光模組產生次光源；以及調變模組包含可變電位器及固定電位器，其中可變電位器與主穩壓模組電性連接，以及固定電位器與次穩壓模組電性連接，用以同步調整主輸出電壓及次輸出電壓，使主發光模組及次發光模組同時產生主光源及次光源時，將主光源及次光源進行混光以補償主光源的演色性。

另外，本發明揭露一種可調變演色性的照明方法，應用在具有主發光模組及次發光模組的直流電壓線控調變的架構下，其步驟包括：以主發光模組提供主光源；以次發光模組提供次光源；由主穩壓模組接收直流電壓產生主輸出電壓，以及由次穩壓模組接收主輸出電壓並產生次輸出電壓；同步調整主輸出電壓及次輸出電壓以同時驅動主發光模組及次發光模組，使主發光模組及次發光模組同時產生主光源及次光源時，將主光源及次光源進行混光以補償主光源的演色性。

本發明所揭露之系統與方法如上，與先前技術的差異在於本發明是透過同步調整主輸出電壓及次輸出電壓，用以驅動主發光模組及次發光模組，並且在同時產生主光源及次光源時，將主光源與次光源進行混光，以便在不犧牲流明的前提下補償主光源的演色性。

透過上述的技術手段，本發明可以達成在不犧牲流明的前提下，提高光源演色性之技術功效。

以下將配合圖式及實施例來詳細說明本發明之實施方式，藉此對本發明如何應用技術手段來解決技術問題並達成技術功效的實現過程能充分理解並據以實施。

在說明本發明所揭露之可調變演色性的照明系統及其方法之前，先對本發明所應用的環境作說明，本發明應用在直流電壓線控調變的架構下，所述直流電壓線控調變是指以直流低電壓進行驅動，並且以有線方式進行調變控制，有別於傳統使用三極交流開關搭配無線控制方式，本發明的架構更節省設計成本、有效避免電磁干擾。

以下配合圖式對本發明可調變演色性的照明系統及其方法做進一步說明，請先參閱「第1圖」，「第1圖」為本發明可調變演色性的照明系統之系統方塊圖，應用在直流電壓線控調變的架構下，此系統包含：主發光模組110、次發光模組120、主穩壓模組130、次穩壓模組140及調變模組150。其中，主發光模組110用以產生主光源。在實際實施上，主發光模組110可包含串聯、並聯或串並聯的多個發光二極體，這些發光二極體的光波長為430奈米（nm）、正向電壓（VF）約3.5V，由於這些發光二極體為習知技術，故在此不再多作贅述。

次發光模組120用以產生次光源。在實際實施上，次發光模組120可包含一個發光二極體，這個發光二極體的光波長為660奈米（nm）、正向電壓約2.0V，藉由此一不同光波長的發光二極體所產生的次光源來補償主光源的演色性，並且維持整體光源的流明。

主穩壓模組130與主發光模組110電性連接，用以接收直流電壓並產生主輸出電壓驅動主發光模組110產生主光源。所述直流電壓係由變壓器進行交流電轉直流電所產生的低電壓。另外，所述主穩壓模組130與主發光模組110的電性連接方式可透過電源線、銅導線或磁吸式電源線來實現，以便隔離發熱元件及一般電子元件，提高穩定度及元件壽命，並且降低電磁波干擾。

次穩壓模組140與主穩壓模組130及次發光模組120電性連接，用以接收主輸出電壓並產生次輸出電壓驅動次發光模組120產生次光源。所述次穩壓模組140與主穩壓模組130的作用同樣是穩定電壓，兩者的差異僅在於次穩壓模組140提供穩定電壓給次發光模組120；主穩壓模組130提供穩定電壓給主發光模組110。

調變模組150包含可變電位器及固定電位器，其中可變電位器與主穩壓模組130電性連接，以及固定電位器與次穩壓模組140電性連接，用以同步調整主輸出電壓及次輸出電壓，使主發光模組110及次發光模組120同時產生主光源及次光源時，將主光源及次光源進行混光以補償主光源的演色性。在實際實施上，可透過順時針方向及逆時針方向旋轉可變電位器來改變電阻值，進而同步調整主輸出電壓及次輸出電壓。

接著，請參閱「第2圖」，「第2圖」為本發明可調變演色性的照明方法，應用在具有主發光模組110及次發光模組120的直流電壓線控調變的架構下，其步驟包括：以主發光模組110提供主光源（步驟210）；以次發光模組120提供次光源（步驟220）；由主穩壓模組130接收直流電壓產生主輸出電壓，以及由次穩壓模組140接收主輸出電壓並產生次輸出電壓（步驟230）；同步調整主輸出電壓及次輸出電壓以同時驅動主發光模組110及次發光模組120，使主發光模組110及次發光模組120同時產生主光源及次光源時，將主光源及次光源進行混光以補償主光源的演色性（步驟240）。透過上述步驟，即可透過同步調整主輸出電壓及次輸出電壓，用以驅動主發光模組及次發光模組，並且在同時產生主光源及次光源時，將主光源與次光源進行混光，以便在不犧牲流明的前提下提升光源的演色性。

以下配合「第3圖」及「第4圖」以實施例的方式進行如下說明，請先參閱「第3圖」，「第3圖」為本發明可調變演色性的照明電路之示意圖。前面提到，主發光模組110可包含串聯、並聯或串並聯的多個發光二極體，在實際實施上，可如「第3圖」所示意，主發光模組110串聯多個發光二極體310提供主光源作為照明之用，次發光模組120則為一個發光二極體提供次光源作為補償主光源的演色性之用。當使用者調整可變電位器351時，將改變主穩壓模組130的輸出電壓（即：主輸出電壓），並且搭配固定電位器352同步改變次穩壓模組140的輸出電壓，使主發光模組110及次發光模組120同時產生主光源及次光源時，將主光源及次光源進行混光以補償主光源的演色性。

如「第4圖」所示意，「第4圖」為應用本發明調變演色性之示意圖。在實際操作上，使用者可先將變壓器410插入提供交流電的插座，此變壓器410會將交流電轉換為低電壓的直流電，以便提供穩定直流電壓給主穩壓模組130，接著使用者可以順時針方向及逆時針方向旋轉的方式調整可變電位器351的電阻值，進而調整主穩壓模組130所輸出的電壓（即：主輸出電壓），當主輸出電壓改變時也將同步改變次穩壓模組140所輸出的電壓（即：次輸出電壓）。如此一來，主輸出電壓即可驅動主發光模組110；次輸出電壓則驅動次發光模組120。由於實際實施上，主發光模組110的發光二極體的波長為430奈米，次發光模組120的發光二極體的波長為660奈米，因此，可將430奈米至660奈米由左至右分割成九等分，並且將這九等分由左至右、由上至下排列為演色性九宮格，此時，因為主光源在第九格的演色性明顯不足，所以在同時產生主光源及次光源時，可以在主光源及次光源進行混光後，以波長為660奈米的次光源來補償主光源的演色性。

綜上所述，可知本發明與先前技術之間的差異在於透過同步調整主輸出電壓及次輸出電壓，用以驅動主發光模組及次發光模組，並且在同時產生主光源及次光源時，將主光源與次光源進行混光，以便在不犧牲流明的前提下補償主光源的演色性，藉由此一技術手段可以解決先前技術所存在的問題，進而達成在不犧牲流明的前提下，提高光源演色性之技術功效。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

110‧‧‧主發光模組
120‧‧‧次發光模組
130‧‧‧主穩壓模組
140‧‧‧次穩壓模組
150‧‧‧調變模組
310‧‧‧發光二極體
351‧‧‧可變電位器
352‧‧‧固定電位器
410‧‧‧變壓器
步驟210‧‧‧以主發光模組提供一主光源
步驟220‧‧‧以次發光模組提供一次光源
步驟230‧‧‧由一主穩壓模組接收一直流電壓產生一主輸出電壓，以及由一次穩壓模組接收該主輸出電壓並產生一次輸出電壓
步驟240‧‧‧同步調整該主輸出電壓及該次輸出電壓以同時驅動該主發光模組及該次發光模組，使該主發光模組及該次發光模組同時產生該主光源及該次光源時，將該主光源及該次光源進行混光以補償該主光源的演色性

第1圖為本發明可調變演色性的照明系統之系統方塊圖。 第2圖為本發明可調變演色性的照明方法之方法流程圖。 第3圖為本發明可調變演色性的照明電路之示意圖。 第4圖為應用本發明調變演色性之示意圖。

110‧‧‧主發光模組

120‧‧‧次發光模組

130‧‧‧主穩壓模組

140‧‧‧次穩壓模組

150‧‧‧調變模組

Claims (10)

1. 一種可調變演色性的照明系統，應用在直流電壓線控調變的架構下，該系統包含： 一主發光模組，用以產生一主光源； 一次發光模組，用以產生一次光源； 一主穩壓模組，該主穩壓模組與該主發光模組電性連接，用以接收一直流電壓並產生一主輸出電壓驅動該主發光模組產生該主光源； 一次穩壓模組，該次穩壓模組與該主穩壓模組及該次發光模組電性連接，用以接收該主輸出電壓並產生一次輸出電壓驅動該次發光模組產生該次光源；以及 一調變模組，該調變模組包含一可變電位器及一固定電位器，其中該可變電位器與該主穩壓模組電性連接，以及該固定電位器與該次穩壓模組電性連接，用以同步調整該主輸出電壓及該次輸出電壓，使該主發光模組及該次發光模組同時產生該主光源及該次光源時，將該主光源及該次光源進行混光以補償該主光源的演色性。
2. 根據申請專利範圍第1項之可調變演色性的照明系統，其中該主發光模組包含串並聯的多個發光二極體，所述發光二極體的光波長為430奈米。
3. 根據申請專利範圍第1項之可調變演色性的照明系統，其中該次發光模組包含一發光二極體，該發光二極體的光波長為660奈米。
4. 根據申請專利範圍第1項之可調變演色性的照明系統，其中該直流電壓係由一變壓器進行交流電轉直流電所產生的低電壓。
5. 根據申請專利範圍第1項之可調變演色性的照明系統，其中該可變電位器以順時針方向及逆時針方向旋轉的方式調整電阻值，用以同步調整該主輸出電壓及該次輸出電壓。
6. 一種可調變演色性的照明方法，應用在具有一主發光模組及一次發光模組的直流電壓線控調變的架構下，其步驟包括： 以該主發光模組提供一主光源； 以該次發光模組提供一次光源； 由一主穩壓模組接收一直流電壓產生一主輸出電壓，以及由一次穩壓模組接收該主輸出電壓並產生一次輸出電壓；以及 同步調整該主輸出電壓及該次輸出電壓以同時驅動該主發光模組及該次發光模組，使該主發光模組及該次發光模組同時產生該主光源及該次光源時，將該主光源及該次光源進行混光以補償該主光源的演色性。
7. 根據申請專利範圍第6項之可調變演色性的照明方法，其中該主光源為串並聯的多個發光二極體所產生，所述發光二極體的光波長為430奈米。
8. 根據申請專利範圍第6項之可調變演色性的照明方法，其中該次光源為一發光二極體所產生，該發光二極體的光波長為660奈米。
9. 根據申請專利範圍第6項之可調變演色性的照明方法，其中該直流電壓係由一變壓器進行交流電轉直流電所產生的低電壓。
10. 根據申請專利範圍第6項之可調變演色性的照明方法，其中該同步調整該主輸出電壓及該次輸出電壓的步驟係以順時針方向及逆時針方向旋轉的方式調整電阻值以改變電壓值。