在线数字调光器、led照明装置、调光装置及调光方法
【专利摘要】本发明是一种在线数字调光器、LED照明装置、调光装置及调整亮度或色温与颜色的调光方法，该在线数字调光器与LED照明装置串联于交流电源之供电回路上，该在线数字调光器包含一开关电路、一触发电路及一调光控制电路，其中，该调光控制电路系把调整亮度或色温与颜色之调光信号编码成以复数个0与1位所构成之数字调光指令，根据该数字调光指令所含之0与1位之不同而控制该触发电路触发时间的不同，使该开关电路产生具不同导通百分比之编码电源传递至该LED照明装置，再由LED照明装置还原解出该数字调光指令，据此调整LED照明装置之发光亮度或色温与颜色，达到LED多彩多姿照明调光的目的。
【专利说明】在线数字调光器、LED照明装置、调光装置及调光方法
【【技术领域】】
[0001]本发明关于一种在线数字调光技术，特别是指一种利用在线数字调光器调变出不同导通时间之编码电源，该编码电源除了传递原来的交流电源的功能外，也藉由该具有不同导通百分比之编码电源转成为特定的数字信号，据此控制LED照明装置产生所需之亮度或色温与颜色。
【【背景技术】】
[0002]参考图13所示，揭示传统在线调光器于使用时之电路图，「在线调光」意指灯具91与一在线调光器92串联于同一个市电电源93而形成一串联回路。该在线调光器92 —般是采用旋钮接口的操作设计，当使用者旋转调整该在线调光器92时，可直接调整该灯具91的发光亮度。
[0003]该在线调光器92之详细电路如图14所示，主要组成组件包含一交流硅控闸流体(TRIAC) 921、一可变电阻922及一双向二极管923 (DIAC)。该交流硅控闸流体921的两输出端Tl、T2串接在回路中，而其触发端G系经由该双向二极管923连接该可变电阻922。当使用者旋转调整该在线调光器92时，相当于是改变该可变电阻922的电阻值，藉此改变该交流硅控闸流体921其触发端G上的触发电压，令交流硅控闸流体921在不同的触发角度由截止状态转为导通状态。
[0004]如图15所示，系表示使用者调整可变电阻922得到不同电阻值时，该交流硅控闸流体921于不同触发角度导通，因此会在灯具91上产生具有不同导通百分比之弦波电压，该等不同导通百分比之弦波电压的波形在此以90%、70%、50%与30%举例表示。当灯具91接收到90%、70%、50%与30%之导通电压时，将产生正比于该导通电压的对应亮度，导通百分比越高，则灯具91的亮度越高，反之亦然。
[0005]惟前述传统在线调光的技术在实际应用时，仍然存在有以下缺点:
[0006]1、传统在线调光电路对负载有一定限制，即所使用的灯具91必需是传统灯泡，如此才可依据不同导通百分比之弦波电压产生对应的发光亮度。若是以LED灯作为负载，该LED灯会产生亮度不稳、闪烁等问题，当导通百分比低于一定程度时，例如30%以下，该LED灯甚至会失效无法进行调光。
[0007]2、使用LED灯作为照明用具俨然已是市场主流趋势，LED灯不仅可调亮度，也可调整色温及颜色；但上述传统在线调光技术无法达到调整色温及颜色的功能。
【
【发明内容】
】
[0008]本发明之一目的是提供一种「在线数字调光器」，将交流电源之导通电压百分比大小数字化成I与0，再由复数个I与O组成为一数字调光指令，并将此数字调光指令传送至LED照明装置，设定LED照明装置之亮度，色温与颜色。
[0009]为达成前述目的，该在线数字调光器与一交流电源及一 LED照明装置串联连接而构成一供电回路，该在线数字调光器包含:
[0010]—开关电路，系串联在该供电回路上；
[0011]一触发电路，系连接该开关电路并用于触发该开关电路导通；
[0012]一调光控制电路，连接该触发电路以控制该触发电路之触发时间，其中，该调光控制电路系将调整亮度或色温与颜色之一调光信号编码成以复数个O与I位构成之数字调光指令，再根据该数字调光指令所含之O与I位之不同而控制该触发时间的不同，使该开关电路产生具不同导通百分比之编码电源传递至该LED照明装置。
[0013]藉由前述在线数字调光器，可以根据O或I的位不同，控制交流电源正弦波的每个半波之导通时间不同，故连续的一段不同导通百分比之交流电源除了达成原来传递交流电源的功能外，也藉由交流电源所含的不同导通百分比状态转换成为特定的数字调光指令，如「OlOlxxxxxxJ为调亮度指令,其中前四个位0101表示指令种类,后六个位x为O或I表示为亮度值；又或如「OllOxxxxxx」为调色温与颜色指令,其中前四个位0110表示指令种类，后六个位X为O或I表示为色温与颜色值，该数字调光指令之用途可用于调整LED的亮度、色温与颜色，解决传统LED模拟在线调光器无法调整O?30%亮度及无法调整色温与颜色的缺点。
[0014]本发明之另一目的是提供一种「LED照明装置」，可配合前述在线数字调光器共同应用，该LED照明装置包含一可调光电源及至少一发光单元，其中该可调光电源包含:
[0015]一电源暨信号输入端，供连接在线数字调光器，以接收该在线数字调光器输出的该交流电源或该连续复数个不同导通百分比之编码电源；
[0016]一电源供应器，经由电源暨信号输入端接收该交流电源或该编码电源，并据此产生一直流电源，供应LED照明装置所需之直流电源；
[0017]一光源驱动电路，系经由电源供应器接收该直流电源，进而驱动该发光单元发光;
[0018]一调光译码器，系接收该编码电源，并撷取该编码电源之导通时间百分比，进而根据此导通时间百分比，还原成O或I位，再由复数个O或I位还原为一数字调光指令；
[0019]该控制电路，系根据该调光译码器所输出的数字调光指令产生一控制信号而传至该光源驱动电路，使该光源驱动电路根据该控制信号驱动该发光单元呈现对应的发光变化效果。
[0020]该LED照明装置在接收由在线数字调光器送出的编码电源后，可将该编码电源还原并译码出当中的数字调光指令，以依据该数字调光指令控制LED组件产生所指定的照明亮度，或是产生所指定的色温与颜色。
[0021]本发明之又一目的可提供一种「调光装置」，该调光装置包含有一前述「在线数字调光器」及一可调光电源，该可调光电源具有:
[0022]一电源暨信号输入端，供连接该在线数字调光器，以接收该在线数字调光器输出的该交流电源或该编码电源；
[0023]一电源供应器，经由电源暨信号输入端接收该交流电源或该编码电源，并据此产生一直流电源；
[0024]一光源驱动电路，系经由电源供应器接收该直流电源，进而输出驱动电流；
[0025]一调光译码器，系接收该编码电源，并撷取该编码电源之导通时间百分比，进而根据此导通时间百分比，还原成O或I位，再由复数个O或I位中还原为一数字调光指令；
[0026]一控制电路，系根据该调光译码器所输出的数字调光指令产生一控制信号而传至该光源驱动电路，使该光源驱动电路根据该控制信号驱动电流。
[0027]本发明藉由该在线数字调光器与可调光电源共同构成一调光装置，可应用于控制发光单元(如LED、OLED, PLED等所构成之发光单元)产生所需的照明亮度与色彩变化。
[0028]本发明之再一目的系提供一种「调整亮度或色温与颜色的方法」，系应用如上所述之在线数字调光器，其中，该在线数字调光器进一步包含以飞梭旋钮构成之调光设定器，该调光方法包含以下主要步骤:
[0029]判断该飞梭旋钮是否被按压，若是，则执行调光模式切换，系将目前的第一调光模式切换成第二调光模式，或是将目前的第二调光模式切换为第一调光模式；
[0030]判断该飞梭旋钮是否被调整转动，若是，再判断目前的调光模式是否为第一调光模式，若是处于第一调光模式则产生一第一调光指令；若处于第二调光模式，则产生一第二调光指令；
[0031]传送所产生的第一调光指令或第二调光指令到LED照明装置，该LED照明装置系与该在线数字调光器串联在该供电回路。
[0032]使用者根据前述方法即可简单选择所需的调光模式，例如第一调光模式是用于调整亮度时，第二调光模式即可用于调整色温与颜色，反之亦然，例如第一调光模式是用于调整色温与颜色时，第二调光模式即可用于调整亮度。在选定的第一 /第二调光模式下产生对应的第一/第二调光指令使在线数字调光器调变交流电源而产生不同导通百分比之编码电源。
[0033]本发明之再一目的可提供一种「调整亮度或色温与颜色的方法」，系应用如上所述之在线数字调光器，其中，该在线数字调光器进一步包含以可变电阻构成之调光设定器，该调光方法包含以下主要步骤:
[0034]该在线数字调光器初始状态为一第一调光模式并且判断该可变电阻是否被转动，若否，持续保持在初始状态，若是，在线数字调光器离开初始状态并输出一第一调光指令；
[0035]该在线数字调光器离开初始状态后，若是可变电阻持续被转动，在线数字调光器持续输出一第一调光指令；若该可变电阻持续一段预设时间未被转动，则切换该数字调光器执行在一第二调光模式；
[0036]在第二调光模式之下，判断该可变电阻是否被转动，若是，该调光设定器输出一第二调光指令，若该可变电阻持续一段预设时间未被转动，则切换该数字调光器回到初始状态；
[0037]将所产生的第一调光指令或第二调光指令传送到LED照明装置，该LED照明装置系与该在线数字调光器串联在同一供电回路。
[0038]利用前述调光方法，使用者同样能够操作该可变电阻而选择所需的调光模式，例如第一调光模式是用于调整亮度时，第二调光模式即可用于调整色温与颜色，反之亦然，例如第一调光模式是用于调整色温与颜色时，第二调光模式即可用于调整亮度。在选定的第一 /第二调光模式下产生对应的第一 /第二调光指令，所产生的调光指令使在线数字调光器便能够调变交流电源而产生不同导通百分比之编码电源。
【【专利附图】
【附图说明】】
[0039]
图1A:本发明在线数字调光器第一较佳实施例电路示意图。
图1B:本发明在线数字调光器中之触发电路另一较佳实施例电路示意图。
图1C:本发明图1A电路中之电容以一电阻等效表示之电路示意图图2:利用本发明在线数字调光器产生导通百分比个别为50%、90%的编码电源及一原始交流电源之波形图。
图3:本发明在线数字调光器第二较佳实施例电路方块图。
图4:本发明在线数字调光器第二较佳实施例及连接一 LED照明装置详细电路图。
图5:本发明在线数字调光器第二较佳实施例，简化电压撷取电路之电路图。
图6Α:本发明之调光设定器选用一可变电阻之电路图。
图6Β:本发明之调光设定器选用一红外线接收器之电路图。
图6C:本发明之调光设定器选用一飞梭旋钮之电路图。
图6D:本发明之调光设定器选用一 RS85连接器之电路图。
图7:本发明在线数字调光器未传送数字调光指令时，该LED照明装置之相关电压波形。
图8:本发明在线数字调光器传送数字调光指令时，该LED照明装置之相关电压波形。 图9Α:利用本发明调整具有冷、暖色双色光源之LED照明装置其亮度曲线图。
图9Β:利用本发明调整具有冷、暖色双色光源之LED照明装置其色温曲线图。
图1OA:利用本发明调整具有R、G、B三色光源其亮度曲线图。
图1OB:利用本发明调整具有R、G、B三色光源其颜色曲线图。
图11:本发明以可变电阻作为调光设定器时，切换调光模式之流程图。
图12:本发明以飞梭旋钮作为调光设定器时，切换调光模式之流程图。
图13:传统在线调光器于使用时之电路方块图。
图14:传统在线调光器之详细电路图。
图15:利用传统在线调光器产生不同导通角度之电压波形图。
附图符号说明:
I在线数位调光器
11开关电路12触发电路
121第一电阻122第二电阻
123电容123A电阻
124双向二极管13调光控制电路
131开关组件132微处理器
14电压撷取电路141电压撷取器
142整流二极管142A整流二极管
143整流二极管143A整流二极管
144稳压电容15调光设定器
16桥式整流器 2LED照明装置
20可调光电源21电源供应器 210桥式整流器211稳压电路
22光源驱动电路23调光译码器
24控制电路30发光单元
100电源暨信号输出端200电源暨信号输入端 AC交流电源
91灯具92在线调光器
921交流硅控闸流体922可变电阻
923双向二极管93市电电源
【【具体实施方式】】
[0040]参考图1A所示，为本发明在线数字调光器I第一较佳实施例的电路示意图，该在线数字调光器I与一 LED照明装置2及一交流电源AC共同串联而形成一电源回路，使用者可利用该在线数字调光器I传送数字调光指令给该LED照明装置2，该数字调光指令用以改变LED照明装置2之亮度、色温与颜色等。
[0041]根据图1A的第一较佳实施例，该在线数字调光器I的基本组件包含一开关电路11、一触发电路12及一调光控制电路13。
[0042]该开关电路11的两端分别连接该LED照明装置2及该交流电源AC，并根据该触发电路12输出的一触发信号转成为导通状态。该开关电路11可选自交流硅控闸流体(TRIAC)、硅控整流器(SCR)、固态继电器(SSR)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)等组件其中之一。其中若是选用硅控整流器(SCR)，需要先使用桥式整流器把交流电源整流为全波整流直流电源后再交由硅控整流器(SCR)来处理。本发明为了方便说明，均以交流硅控闸流体(TRIAC)来做说明。
[0043]该触发电路12包含一第一电阻121、一第二电阻122、一电容123及一双向二极管124，该第一电阻121、第二电阻122及电容123三者为串联，该双向二极管124连接在该开关电路11及电容123之间。
[0044]该调光控制电路13包含一开关组件131及一微处理器132。该开关组件131并联在该第二电阻122的两端，该微处理器132负责输出一开关信号，用以控制该开关组件131产生开启/闭合动作。
[0045]当开关组件131根据该开关信号切换在「开启(OPEN)」的状态时，该触发电路12两端之电压被第一电阻121、第二电阻122及电容123三者分压V12=VK1+VK2+VC，因为有部分电压被第一电阻121及第二电阻122分压，导致该电容123所分得的电压较小，因此，在该电容123上要建立足以导通该开关电路11的触发电压需要相对较长的时间，即交流电源AC的电压必须是已经经过一段较长时间而渐升至一相对较高的准位，在电容123上才可以建立该触发电压。例如图2的波形(A)代表交流电源AC，当开关组件131开启时，每一个半波均需要tl的时间才可触发开关电路11导通，例如可适度挑选第一电阻121、第二电阻122及电容123，让触发电路11产生导通百分比为50%的电压，其波形如图2(B)所示。
[0046]当开关组件131根据该开关信号切换在「闭合(CLOSED)」的状态时，该第二电阻122被短路而无作用，该触发电路12两端之电压仅被第一电阻121及电容123分压ν?2=ν--?+ν。，可以适度的挑选第一电阻121及电容123让第一电阻121两端的电压Vki相对较小，电容123两端的电压V。相对较大，让电压尽量落在电容123上，因此，在该电容123上要建立足以导通该开关电路11的触发电压需要相对较短的时间，即交流电源AC的电压只需经过较短时间即可在电容123上建立该触发电压。例如图2的波形(C)代表该开关组件131闭合时，每一个半波只需要较短的t2时间，即可触发开关电路11导通，例如产生导通百分比为90%的电压。
[0047]前述导通百分比为50%、90%，即可用此50%表示0，90%表示1，因此该交流电源除了能传递原来交流电源的功能外，也藉由此不同导通百分比来传递0、1的数字信号，称此内含数字信号之电源为编码电源。以60HZ的交流电源为例，每个半波相当于是传送一个位(BH)，故传输速为120bps。惟本发明并不限制每一个半波仅代表一个数字位，也可以编码成复数个位，例如当设计产生四种导通百分比为30%、50%、70%、90%的不同编码电源时，各分别代表00、01、10、11四组编码，则每一个半波即代表两个数字位，参考图1B所示，可以将第二电阻R2更改为四个不同的电阻R21?R24并联，每一个电阻各串联一个开关SWl?SW4，当电阻R21导通让导通百分比为30%，当R22导通让导通百分比为50%，当电阻R23导通让导通百分比为70%，当电阻R24导通让导通百分比为90%，就可以产生四种导通百分比为30%、50%、70%、90%的不同编码电源。当不同导通百分比的编码电源传送至该LED照明装置2时，该LED照明装置2可根据上述编码电源的规则还原O、I之数字信号，再根据复数个0、1数字信号，还原出该数字调光指令。LED照明装置2再根据此数字调光指令设定亮度、色温与颜色等。
[0048]以下用简单的算式说明如何达成导通百分比为90%、50%。为了让算式更简便说明，可以把图1A之电容123，换成图1C的电阻123A，并忽略LED照明装置2之压降，此时用欧母定律即可算出导通百分比。若导通百分比90%，也就是说正弦波半波Sin0的角度Θ从20?180度时导通。以市电220V为例，当Θ =20度时AC市电电压为=220Vxl.414xSin θ =106.4V，该106.4V只落在Rl与R3上面，因为如前述开关组件131是闭合的，因此R2短路没有电压。又一般用来触发该双向二极管124导通所需的电压为30V，所以30V=106.4VXR3/(R1+R3)，假设Rl=10K Ω，可以求出R3=39.3ΚΩ。此时若导通百分比50%，以市电220V为例，也就是说正弦波半波Sin Θ从90?180度时导通。当Sin Θ =90度时AC市电电压为=220VX1.414 X Sin Θ =311V，该311V落在Rl，R2与R3上面，开关组件131是开启的因此R2有电压，又一般触发双向二极管124导通电压为30V，那么30V=31IV X R3/(R1+R2+R3)，如上已知 Rl=10K Ω，R3=39.3ΚΩ 可以求出 R2=268.1K Ω
[0049]如上述计算例子，可知道电阻器或是电容器可任意选择，来达成导通百分比为90%、50%之目的，同样也可以让双向二极管124置于第二电阻122与电阻123A之间，也可以置于第一电阻121与第二电阻122之间，只要改变欧母定律之算式，即可算出相对之R1，R2，R3的值来符合导通百分比为90%、50%之目的。同样一般触发双向二极管124导通电压为30V，也可以选择其它电子组件来代替，只要让整体触发电路12符合导通百分比为90%、50%即可。由上述可以了解要设计导通百分比为90%、50%是一件容易的事，但本发明可贵之处在于，将导通百分比数字化后，除了可以传递原来之交流电源外，还可以传递数字调光指令。
[0050]除了上述的第一较佳实施例之外，参考图3所示的第二较佳实施例及图4为对应前述图3第二较佳实施例之详细电路图。在第一较佳实施例的基础之下，该在线数字调光器I进一步包含一电压撷取电路14及一调光设定器15。
[0051]该电压撷取电路14与开关电路11串联在一起，用于取得该交流电源的变化并回授给该调光控制电路13，使调光控制电路13在控制开关组件131时与能与交流电源做同步动作。该电压撷取电路14之电压撷取器141之两端电压仍为具正负半周之交流电压，经由整流二极管142整流成全波直流电压后，当交流电源Sin Θ =0度时，交流电源输出之电压为0V，此时整流二极管142输出也是0V。当交流电源Sin Θ =90度时，交流电源输出之电压值为最高，此时整流二极管142输出也是最高。因此微处理器132可藉由整流二极管142之输出，侦测出交流电源Sin Θ之当时角度，据以在正确的时间点控制前述开关组件131进行开启或闭合的动作，以便触发电路12能在正确位置触发开关电路11。
[0052]该电压撷取电路14另一个用途为:作为小电源VCC之用，因为该在线数字调光器I之调光控制电路13与调光设定器15,启动时需要一个小电源(例如0.2瓦)，该小电源可取自电压撷取电路14之电压撷取器141之两端电压，经由另一整流二极管143整流成直流电压后，再藉由稳压电容144稳压，成为在线数字调光器I内部所需之小电源VCC。
[0053]该电压撷取电路14之电压撷取器141是由两个反向稽纳二极管ZENER串联所构成。例如希望得到之VCC为3.3V，可以使用2.6V之稽纳二极管。此时电压撷取器141两端电压为逆向之2.6V加上顺向之0.7V即可以得到3.3V之VCC。当然实际使用时还需要考虑到整流二极管143之压降以及二极管上的压降会随着流过之电流大小而变化等因素。由上面例子可知，电压撷取器141，只要能取得一小电源即可，因此并不限于只用稽纳二极管，也可以由多颗整流二极管正负同向串联后该串联之整流二极管再正负反向并联而得。
[0054]再者为简化电压撷取电路14，可如图5所示的电路，可以在线数字调光器I进入点加装一个桥式整流器16，让交流电源经由桥式整流器16后变成一全波整流直流电源，该全波整流直流电源一端接至开关电路11，另一端接至电压撷取电路14。此时因为进入电压撷取电路14的电源已经是由交流电源转变成的全波整流直流电源，因此可以简化电压撷取器141为单颗ZENER 二极管即可(或者使用多颗整流二极管正负同向串联即可)，再者亦可同时简化由4颗二极管所组成的整流二极管142、143，均可简化成单颗整流二极管142A及143A即可。再者图5之开关电路11可以选用交流硅控闸流体(TRIAC)或者直接选用硅控整流器(SCR)(图中未示)。如此将有简化电路设计之功用。
[0055]该调光设定器15是提供一个用户接口让用户来操作调光，并由调光控制电路13侦测而产生对应的数字调光指令，用以控制该LED照明装置2之亮度、色温与颜色。该调光设定器15可选自可变电阻(如图6A所示)、红外线接收器(如图6B所示)、飞梭旋钮(Rotary Encoder)(如图6C所示)、RF接收器、数字寻址灯控接口 (Digital AddressLighting Interface, DALI)或是符合 RS485 (如图 6D 所示)、RS422、RS232 标准的连接器接口等其中之一。
[0056]参考图4所示，为对应前述图3第二较佳实施例之详细电路图，当中亦包含有第一较佳实施例之详细电路。该开关电路11与触发电路12前面已介绍过，在此不再赘述，该调光控制电路13中之开关组件131可利用一继电器构成,该继电器具有一电磁线圈、一共接点、一常闭接点、一常开接点及一可动电枢，其中，该共接点与常闭接点分别对外连接在该第二电阻122的两端，该可动电枢依据电磁线圈是否通电而将该共接点切换到常闭接点或常开接点。例如当电磁线圈未通电时，该可动电枢将共接点连接至常闭接点，开关组件131相当于是在「闭合」状态；当电磁线通电后，该可动电枢会将共接点切换至常开接点，使开关组件131相当于是在「开启」状态；而该电磁线圈通电与否则是由微处理器132所控制。本实施例仅是举例说明，该继电器之常开接点、常闭接点亦可互相对换，而构成该开关组件131之装置同样不限于继电器，也可以用光耦合器(Photo Couple)磁簧继电器(ReedRelay)等组件来完成,其中若使用光稱合器(Photo Couple)还可以达到省电与体积小的功用，如前述可知由电压撷取电路14所取得的小电源，其电力供电能力很小，因此实际使用时需要非常注重省电，此时光耦合器(Photo Couple)是很好的选择。
[0057]如图4所示，该在线数字调光器I可控制一或多个并联的LED照明装置2，为了方便与LED照明装置2对应相接，在线数字调光器I可设置一电源暨信号输出端100，该电源暨信号输出端100连接交流电源AC及该开关电路11，其实际接口可为插座式、出线式或电源端子式、E27、E12、E14、E17、E26、E39、E40、MR11、MR16、⑶ 10、B22、T5、T8、G24 等底座其中之一。
[0058]而本发明对应连接前述在线数字调光器I所使用之LED照明装置2主要包含一可调光电源20及至少一发光单元30，其中，该可调光电源20包含一电源暨信号输入端200、一电源供应器21、一光源驱动电路22、一调光译码器23及一控制电路24。
[0059]该电源暨信号输入端200供连接该在线数字调光器I之电源暨信号输出端100，且该电源暨信号输入端200的接口系匹配该电源暨信号输出端100，例如插头/插座形式、出线式、电源端子式327312314317326339340、]\?11、]\?16、(^10、822、了5、了8、624 等连接接口其中之一等，一般于电源暨信号输出端100其连接接口为母座，而电源暨信号输入端200其连接接口为公座。
[0060]前述电源供应器21系经由该电源暨信号输入端200接收通过该在线数字调光器I之交流电源或是编码电源，以产生供应该LED照明装置2所需之直流电源，该电源供应器21可由一桥式整流器210及一稳压电路211所组成，该稳压电路211内会有稳压电容器(图中未示)，以方便编码电源在导通50%或90%变化时，该LED照明装置2之供电可以稳定住不受影响。
[0061]前述光源驱动电路22系连接该电源供应器21接收该直流电源，进而输出驱动电流至发光单元30。
[0062]前述调光译码器23系经由电源暨信号输入端200再经由桥式整流器210接收该编码电源，并撷取该编码电源之导通时间百分比，进而根据此导通时间百分比，还原成O或I位，再由复数O或I位还原为一数字调光指令。
[0063]前述控制电路24之输入端连接该调光译码器经译码后所得出的数字调光指令，且根据数字调光指令产生一控制信号至该光源驱动电路22，使该光源驱动电路22据以驱动发光单元30产生指定的发光亮度、色温与颜色等变化效果，因此，发光单元30不只有亮度的呈现，还可根据数字调光指令的种类不同呈现色温与颜色多元的变化效果。
[0064]前述发光单元30系连接该光源驱动电路22而受其驱动发光。该发光单元30可由至少一颗LED发光二极管或至少一颗OLED有机发光二极管或至少一颗PLED高分子发光二极管所构成，发出不同波长之色光，如红、绿、蓝三原色光及其混色光，亦可为蓝光加黄色荧光体所发出之白光。例如该LED照明装置2拟改变色温，该发光单元30可以使用冷白(5500K)与暖白(2700K)的双色LED光源所组成。又例如该LED照明装置2拟改变R、G、B颜色，该发光单元30可以使用红光(R)，绿光(G)，与蓝光(B)三色LED光源所组成。又例如该LED照明装置2拟只调亮度，无须调色温与颜色，发光单元30只需单色光源即可。
[0065]配合参考图7，当该在线数字调光器I未传送数字调光指令时，开关组件131是闭合的，第二电阻122短路，可由前述得知适当的调整第一电阻121及电容123的数值，让触发电路12尽早触发，让交流电源尽量趋近于100%导通，一般可设计于90%，图7为方便说明以100%导通为例。LED照明装置2从电源暨信号输入端200接收交流电源，其波形如(A)所示。该交流电源经过桥式整流器210整流后，成为波形(B)所示的半波电压，此整流后的电压由稳压电路211稳压后，输出到光源驱动电路22，用以驱动发光单元30。而调光译码器23系依据整流后的解碼出如波形(C)所示的连续方波，该连续方波提供给控制电路24，可以把此连续方波视为连续的111111.........。
[0066]配合参考图8，当该在线数字调光器I开始传送数字调光指令时，其初始位会设计为0，有别于图7之连续的111111.........，并具有一定的默认长度，例如6位。也可以是10
位或是12位，图7与图8是以6位为例，LED照明装置2从桥式整流器210撷取第I个O后，再撷取连续5个位共6个位作为数字调光指令，所接收的编码电源会具有不同的导通百分比，其波形如图8(A)所示，以传送「011001」的数字信号为例。该编码电源经过桥式整流器210整流后，每个半波都成为如图8 (B)所示的正半波电压，但仍保有不同的导通百分比。而调光译码器23系依据整流后的解碼出如波形图8 (C)所示的数字方波，其中，对应“O "位的数字方波具有较小的信号宽度，对应“I "位的数字方波具有较大的信号宽度。该复数个宽度不一的数字方波提供给控制电路24后，该控制电路24即解析出数字调光指令后，该控制电路24再驱动光源驱动电路22调整该发光单元30之亮度、色温与颜色。
[0067]请参考图9A、9B所示，在一较佳实施例中，若LED照明装置2之发光单元30同时包含一组冷色光源(例如5500K)及一组暖色光源(例如2700K)，根据使用者操作该调光设定器15而执行的模式，该在线数字调光器I产生的数字调光指令可用来调整亮度或色温(CCT)。例如，当执行的模式是亮度调整模式时，所产生的数字调光指令可控制亮度变化，如图9A所示随水平刻度O至100呈现线性变化的调光效果；当执行的模式是色温调整模式时，如波形图9B所示，所产生的数字调光指令便是用于调整色温，该冷色光源的色温曲线为箭号A所指，暖色光源的色温曲线为箭号B所指，使得LED照明装置2在水平刻度O时呈现暖白(因暖色光源呈现100%亮度，冷色光源呈现0%亮度)；在刻度50时呈现自然白(因暖色光源与冷色光源呈现50%亮度)；在刻度100时呈现冷白(因暖色0%亮度，冷色100%亮度)。
[0068]请参考图10A、图1OB所示，在另一较佳实施例中，若LED照明装置2同时包含R、G、B三色光源，根据使用者操作该调光设定器15而执行的模式，该在线数字调光器I产生的数字调光指令可用来调整亮度，或是颜色与冷暖白色调。例如，当执行的模式是亮度调整模式时，所产生的数字调光指令可控制亮度变化如图1OA所示随水平刻度O至100呈现线性变化的调光效果；当执行的模式是颜色调整模式时，如图1OB所示，所产生的数字调光指令便是用于调整颜色，其中，红色光源、绿色光源及蓝色光源之变化分别以箭号R、箭号G、箭号B表示，使得LED照明装置2在水平刻度O时呈现红色(此时G、B为O)之后R渐渐下降G渐渐上升至水平刻度25时呈现绿色(此时R、B为O)，同理水平刻度50呈现蓝色，水平刻度75呈现粉红色(此时R、B为100%)，到了水平刻度90至100时，可以令R与G亮度为100%不变，令B渐渐上升，可以由R、G、B三色光源模拟出暖白至冷白的变化效果。实务上以图9B使用冷白与暖白双色光源所模拟出暖白至冷白的效果优于以图1OB由R、G、B三色光源所模拟出暖白至冷白的效果。
[0069]本发明调光有两大功能，第一项为调整亮度，第二项为调整色温与颜色，在此说明其中的第二项调整色温与颜色的部分。在线数字调光器I送出同样之调整色温与颜色之数字调光指令，此时若是LED照明装置2之发光单元30是冷白与暖白双色光源所组成，LED照明装置2就会根据图9B之效果来做暖白与冷白之变化。但若是LED照明装置2之发光单元30若是R、G、B三色光源时，LED照明装置2就会根据图1OB之效果来做R、G、B颜色变化及最后一段用R、G、B模拟暖白与冷白之变化。因此本发明之LED照明装置2虽然同样收到调整色温与颜色之数字调光指令，但LED照明装置2会根据其本身发光单元30之不同而调整色温或是调整颜色。
[0070]同理，若LED照明装置2之发光单元30仅是单色光源，并非冷白与暖白光源，也非RGB光源时，LED照明装置2只会接受调整亮度之数字调光指令，而不必理会调整色温与颜色之数字调光指令。如此单色之LED照明装置2在实际应用上，也大幅改善传统在线调光器在做LED灯调光时产生亮度不稳、闪烁等问题，甚至低于一定程度时，例如30%以下，该LED灯甚至会失效，完全无法进行调光之问题。
[0071]根据前面介绍说明，使用者可以操作该调光设定器15而决定欲执行何种调光模式，以下将利用可变电阻与飞梭旋钮构成之调光设定器15分别说明如何启用不同的模式，以设定亮度或是设定色温与颜色。
[0072]如图11所示，首先以可变电阻作为调光设定器15说明。当在线数字调光器I开始作业，令该在线数字调光器I进入一初始状态(S100)，在该初始状态中该在线数字调光器I进入一第一调光模式(SlOl)并且判断该可变电阻是否被转动(S102)，若可变电阻未被转动，持续保持在该初始状态，若可变电阻有被转动，该在线数字调光器I离开初始状态并输出一第一调光指令(S103);在线数字调光器I离开初始状态后持续侦测该可变电阻是否有继续被转动(S104)，若仍继续被转动则继续输出该第一调光指令(S103)，当可变电阻未被转动，则再进一步判断是否已经持续一段预设时间(如3秒)未被转动(S105)。当超过该预设时间而可变电阻未被转动，切换该数字调光器I执行在一第二调光模式(S106)，在第二调光模式之下，同样开始侦测该可变电阻是否有被转动(S107)，若侦测到可变电阻已被转动，该调光控制电路13送出第二调光指令(S108)，反之，当可变电阻未被转动，则再进一步判断是否已经持续一段预设时间(如3秒)未被转动(S109)，当超过该预设时间而可变电阻未被转动，则回归到数字调光器I开始作业时的初始状态(S100)。
[0073]当前述第一调光模式为亮度调整模式时，代表该第二调光模式为色温与颜色调整模式，对应的第一调光指令为亮度之调光指令，第二调光指令即为色温与颜色之调光指令。惟第一调光模式与第二调光模式亦可互相对调。
[0074]并且为了让使用者方便分辨是在第一调光模式或是第二调光模式，可以在该在线数字调光器I上设置一个指示灯(图中未示)，例如指示灯不亮时代表处于第一调光模式，指示灯亮时代表处于第二调光模式。
[0075]如图12所示，以飞梭旋钮作为调光设定器15说明。当在线数字调光器I开始作业，即判断该飞梭旋钮是否被按压(S111)，若有被按压则切换目前的调光模式(S112)，即原来的第一/第二调光模式会因为按压而切换为第二/第一调光模式。调光模式切换后，即回归至开始的步骤；若飞梭旋钮未被按压，则再判断飞梭旋钮是否有被左右旋转(S113)，若没有被旋转，则表示使用者未进行任何操作，若有被旋转，将再判断目前的调光模式是否为第一调光模式(S114),若是处于第一调光模式则调光控制电路13会输出第一调光指令(S115)，若不是第一调光模式，则调光控制电路13会输出第二调光指令(S116)。同理，当第一调光指令为亮度调光指令时，第二调光指令即为色温与颜色调光指令，而两种指令亦可互相对换。
[0076]同理，为了让使用者方便分辨是在第一调光模式或是第二调光模式，可以在该在线数字调光器I上设置一个指示灯(图中未示)，例如指示灯不亮时代表处于第一调光模式，指示灯亮时代表处于第二调光模式。
[0077]综上所述，本发明利用该在线数字调光器I调整交流电源之导通时间而实现代表数字的O、I位，当带有数字调光指令的交流电源传送至LED照明装置2后，该LED照明装置2依据所接收到的交流电源而还原出数字调光指令。当数字调光指令是在亮度调整模式下产生时，LED照明装置2即依据该数字调光指令改变LED组件的亮度，因为是采用数字信号控制，本发明可达到线性改变亮度的功效，即使是在低亮度的状态下仍可达到微小幅度的光线调整，大幅改善传统在线调光器无法调整LED灯具在于低亮度(例如低于30%)时会闪烁或失效的问题。甚至进一步可以让LED照明装置2即依据该数字调光指令改变LED组件的色温与颜色，达到原传统在线调光器完全无法达到的功能。本发明以传统简单的操作习惯，来达到高科技的调光效果，让人们的生活不在局限于亮与不亮，而是可以利用调光营造各种生活情趣与氛围，系确实具有产业利用性、新颖性及进步性等专利要件，爰依法具文提出申请专利。
[0078]本发明所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。故举凡运用本发明说明书及图示内容所为之等效结构变化，均同理包含于本发明之范围内，合予陈明。
【权利要求】
1.一种在线数字调光器，与一交流电源及至少一个120照明装置串联连接而构成一供电回路，该在线数字调光器包含: 一开关电路，系串联在该供电回路上； 一触发电路，系连接该开关电路并用于触发该开关电路导通； 一调光控制电路，连接该触发电路以控制该触发电路之触发时间，其中，该调光控制电路系将一调光信号编码成以复数个0与1位构成之数字调光指令，根据该数字调光指令所含的0与1位之不同而控制该触发电路触发时间的不同，使该开关电路产生具不同导通百分比之编码电源传递至该照明装置。
2.如权利1所述的在线数字调光器，在该供电回路上进一步串联一电压撷取电路，以取得该供电回路上之电压并回授给该调光控制电路，以供该调光控制电路侦测交流电源电压的变化以便在正确的时间点使用触发电路触发该开关电路，并且在线数字调光器藉由该电压撷取电路取得一小电源。
3.如权利1或2所述的在线数字调光器，该调光控制电路进一步连接一调光设定器，以供使用者根据所需之调光需求进行操作设定。
4.如权利3所述的在线数字调光器，该调光设定器系选自可变电阻、飞梭旋钮、红外线接收器、即接收器、数字寻址灯控接口(0^1)、或8348533422或83232标准的连接器接口其中之一。
5.如权利1或2所述的在线数字调光器，该开关电路系选自交流硅控闸流体(狀〗…)、硅控整流器(3(?)、固态继电器(33?或绝缘栅双极晶体管其中之一。
6.如权利1所述的在线数字调光器，该编码电源的每一个半波电源代表单一个位。
7.如权利1所述的在线数字调光器，该编码电源的每一个半波电源代表由复数个位共同构成的字节。
8.如权利2所述的在线数字调光器，该电压撷取电路中包含一电压撷取器，该电压撷取器系选自至少一稽纳二极管(22肥10或多颗串联的整流二极管其中之一。
9.一种1^0照明装置，系配合如权利1至8项中任一项所述的在线数字调光器共同应用，该[￡0照明装置包含一可调光电源及至少一发光单元，其中: 该可调光电源包含: 一电源暨信号输入端，供连接该在线数字调光器，以接收该在线数字调光器输出的该交流电源或该连续复数个不同导通百分比之编码电源； 一电源供应器，经由电源暨信号输入端接收该交流电源或该编码电源，并据此产生一直流电源，供应[￡0照明装置所需之直流电源； 一光源驱动电路，系经由电源供应器接收该直流电源，进而驱动该发光单元发光； 一调光译码器，系接收该编码电源，并撷取该编码电源之导通时间百分比，进而根据此导通时间百分比，还原成0或1位，再由复数0或1位还原为一数字调光指令； 一控制电路，系根据该调光译码器所输出的数字调光指令产生一控制信号而传至该光源驱动电路，使该光源驱动电路根据该控制信号驱动该发光单元呈现对应的发光变化效果。
10.如权利9所述的120照明装置，该发光单元系选自发光二极管(120)、有机发光二极管(0120)或高分子发光二极管(卩…!))其中之一，且该发光单元之发光颜色系选自单色、双色或三色其中之一。
11.如权利9所述的120照明装置，该电源暨信号输入端系选自插座式、出线式、电源端子式、227、212、214、217、226、239、240、謝11、謝16、⑶ 10、822、15、18、或 624 连接接口其中之一。
12.一种调光装置，系包含如权利1至8中任一项所述的在线数字调光器，且进一步包含一可调光电源，该可调光电源包含: 一电源暨信号输入端，供连接该在线数字调光器，负责接收该在线数字调光器输出的该交流电源或该编码电源； 一电源供应器，经由该电源暨信号输入端接收该交流电源或该编码电源，并据此产生一直流电源； 一光源驱动电路，系经由电源供应器接收该直流电源，进而输出驱动电流； 一调光译码器，系接收该编码电源，并撷取该编码电源之导通时间百分比，进而根据此导通时间百分比，还原成0或1位，再由复数个0或1位中还原为一数字调光指令； 一控制电路，系根据该调光译码器所输出的数字调光指令产生一控制信号而传至该光源驱动电路，使该光源驱动电路根据该控制信号调整驱动电流。
13.—种调整亮度或色温与颜色的调光方法，系应用如权利3所述的在线数字调光器，其中，该调光设定器为一飞梭旋钮，该调整亮度或色温与颜色的调光方法包含: 判断该飞梭旋钮是否被按压，若是，则执行调光模式切换，系将目前的第一调光模式切换成第二调光模式，或是将目前的第二调光模式切换为第一调光模式； 判断该飞梭旋钮是否被调整转动，若是，再判断目前的调光模式是否为第一调光模式，若是处于第一调光模式则产生一第一调光指令；若处于第二调光模式，则产生一第二调光指令； 传送所产生的第一调光指令或第二调光指令到120照明装置，该120照明装置系与该在线数字调光器串联在该供电回路，其中，当该第一调光指令作为调整亮度使用，则该第二调光指令作为调整色温与颜色使用；当该第一调光指令作为调整色温与颜色使用，则该第二调光指令作为调整亮度使用。
14.一种调整亮度或色温与颜色的调光方法，系应用于如权利3所述的在线数字调光器，其中，该调光设定器为一可变电阻，该调整亮度或色温与颜色的调光方法包含: 令该在线数字调光器进入一初始状态，在该初始状态中该在线数字调光器进入一第一调光模式并且判断该可变电阻是否被转动，若该可变电阻未被转动，持续保持在该初始状态，若该可变电阻有被转动，在线数字调光器离开初始状态并输出一第一调光指令； 该在线数字调光器离开初始状态后，若是可变电阻持续被转动，在线数字调光器持续输出一第一调光指令；若该可变电阻持续一段预设时间未被转动，则切换该数字调光器执行在一第二调光模式； 在第二调光模式之下，判断该可变电阻是否被转动，若是，在线数字调光器输出一第二调光指令，若该可变电阻持续一段预设时间未被转动，则切换该数字调光器回到初始状态； 将所产生的第一调光指令或第二调光指令传送到120照明装置，该120照明装置系与该在线数字调光器串联在同一供电回路，其中，当该第一调光指令作为调整亮度使用，则该第二调光指令作为调整颜色使用；当该第一调光指令作为调整颜色使用，则该第二调光指令作为调整亮度使用。
【文档编号】H05B37/02GK104427682SQ201310369860
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年8月22日 优先权日:2013年8月22日
【发明者】吴定丰 申请人:安提亚科技股份有限公司, 吴定丰